Từ sự xuất hiện của sự sống đến sự tuyệt chủng hàng loạt, Trái đất đã trải qua những thay đổi đáng kinh ngạc trong 4,6 tỷ năm. Với quá nhiều lịch sử, làm thế nào các nhà nghiên cứu có thể theo dõi những gì đã xảy ra khi nào?
Hệ thống mà nhiều nhà khoa học đã giải quyết là Thang thời gian địa chất quốc tế (được trình bày ở đây trong Biểu đồ thời gian quốc tế), chia thời gian địa chất thành năm đơn vị. Từ dài nhất đến ngắn nhất và chính xác nhất, các đơn vị đó là eons, eras, epochs, period và age.
Các giai đoạn khác nhau của thời gian địa chất được "xác định bởi những thay đổi có thể nhìn thấy trong hồ sơ hóa thạch", theo Jacquelyn Gill, phó giáo sư cổ sinh vật học và sinh thái học thực vật tại Đại học Maine. Hóa thạch là một công cụ hữu ích trong công việc hẹn hò này vì một vài lý do. Đối với một người, sự sống có lẽ đã tồn tại khoảng 90% sự tồn tại của Trái đất, vì vậy lịch sử Trái đất song song với lịch sử của sự sống. Hóa thạch cũng hữu ích vì những thay đổi trong hồ sơ hóa thạch phản ánh những thay đổi trong hệ sinh thái, đó là mối quan hệ giữa các sinh vật sống và môi trường của chúng. Những thay đổi trong hệ sinh thái của Trái đất có xu hướng phản ánh các sự kiện lớn trong lịch sử của hành tinh, Gill nói.
Một thời điểm quan trọng trong thời gian địa chất là sự chuyển đổi từ kỷ nguyên Mesozoi sang kỷ nguyên Kainozoi khoảng 65 triệu năm trước. Sự thay đổi được thúc đẩy bởi tác động của tiểu hành tinh cuối cùng đã giết chết những con khủng long không phải người Iran.
"Đó là một buổi chiều tồi tệ cần có thời gian để chơi hết mình", Gill nói với Live Science. Những ảnh hưởng của ngày tồi tệ đó đã gợn qua hàng chục triệu năm kể từ đó. Nó mở ra kỷ nguyên hiện tại của chúng tôi và cho phép động vật có vú và thực vật có hoa phát triển mạnh.
"Nếu bạn du hành thời gian, đó là khi bạn biết mình đang ở trên hành tinh Trái đất", Gill nói về thời kỳ Kainozoi đầu tiên, "ít nhất là cho đến khi một số động vật có vú kỳ lạ chạy qua."
Nhưng bạn không cần phải chạm tay vào cỗ máy thời gian để đánh giá cao mức độ thay đổi giữa Mesozoi và Kainozoi. Nghiên cứu cẩn thận về một lớp đá có thể đủ để giúp một nhà nghiên cứu tìm ra tuổi của nó. Ví dụ, tác động được cho là kết thúc kỷ nguyên Mesozoi và bắt đầu kỷ nguyên Kainozoi được đánh dấu bằng một lớp chứa hàm lượng iridium cao bất thường, phổ biến hơn nhiều trong các thiên thạch so với vỏ Trái đất.
Những thay đổi khác về tỷ lệ khoáng chất và nguyên tố cũng có thể cung cấp bằng chứng về lịch sử đầy biến động của Trái đất. Chẳng hạn, cách đây hơn 5 triệu năm, hoạt động kiến tạo đã đóng cửa eo biển Gibraltar, cuối cùng khiến Biển Địa Trung Hải co lại và hàm lượng khoáng chất tăng vọt. Sự kiện này xảy ra trong thời đại Messinian và đánh dấu sự kết thúc của kỷ nguyên Miocene và sự khởi đầu của kỷ nguyên Pliocene, khoảng 5,3 triệu năm trước.
"Tiền gửi muối và thạch cao hiện có thể quan sát được ở nhiều quốc gia bao quanh Địa Trung Hải và hiện đang bị phơi bày dưới dạng đá trên mực nước biển hiện đại", do hoạt động kiến tạo trong hàng triệu năm kể từ lần cuối cùng xảy ra, theo Karl Wegmann, một giáo sư địa chất tại Đại học bang North Carolina.
Những tiến bộ gần đây trong địa lý học, hay hẹn hò trên đá, cho phép các nhà địa chất đo lường sự phân rã phóng xạ và "chỉ định độ tuổi tuyệt đối rất chính xác cho các sự kiện địa chất", Wegmann nói với Live Science qua email. Để làm điều này, các nhà địa lý học tính toán tuổi của đá bằng cách so sánh tỷ lệ của các đồng vị nhất định hoặc các nguyên tố có số lượng neutron khác nhau trong hạt nhân của chúng so với bình thường. Tất cả các cách tiếp cận này khớp với nhau như một trò chơi ghép hình để cung cấp cho các nhà nghiên cứu một ngôn ngữ chung để thảo luận về quá khứ xa xôi.
Thang thời gian địa chất là một công cụ khoa học, nhưng nó cũng là một tạo tác của lịch sử. Các đặc tính đo lường khách quan như phân rã phóng xạ có thể cho các nhà nghiên cứu biết khi nào các lớp đá hình thành, nhưng tùy thuộc vào các nhà khoa học, những người thường xây dựng công trình của người tiền nhiệm, để quyết định cắt và xé dữ liệu vào các khung thời gian địa chất. Một trong những câu hỏi gây tranh cãi nhất trong đồng hồ bấm giờ là làm thế nào để xác định thời gian của chúng ta.
"Holocene là một loại kỷ nguyên tùy ý," Gill nói. Kỷ nguyên Holocene bắt đầu khoảng 12.000 năm trước khi Trái đất bắt đầu ấm lên sau kỷ băng hà cuối cùng. Nhưng theo ông Gill, sự kết thúc của kỷ băng hà đó, mặc dù nó trùng hợp với quá trình chuyển sang kỷ nguyên mới, nhưng không có tầm quan trọng địa chất lớn hơn sự kết thúc của kỷ băng hà trước đó.
Thậm chí ngày nay, các nhà khoa học vẫn đặt tên cho các cửa sổ thời gian mới, bao gồm cả thời đại Chiban, được đặt theo tên của một quận của Nhật Bản nơi tìm thấy trầm tích xác định tuổi. Nhiều nhà khoa học và những người khác cho rằng hiệu ứng gần đây của con người đối với hành tinh này xứng đáng với tuyên bố về một thời đại mới, Anthropocene, trong khi các học giả khác nói rằng Capitalocene truyền tải chính xác hơn các hệ thống xã hội đã ảnh hưởng rất lớn đến hành tinh kể từ Cách mạng Công nghiệp.
Lưu ý của biên tập viên: Câu chuyện này đã được cập nhật để sửa tiêu đề của Karl Wegmann. Ông là phó giáo sư tại Đại học bang North Carolina, không phải Đại học Bắc Carolina.
