Geologische Geschichte der Erde: Von der Entstehung bis heute

Geologische Einteilung der Erde

Geologische Zeit: 4650 Millionen Jahre Existenz der Erde. Geologische Division: Zeiteinheiten der Erde. Zwei große Äonen: Präkambrium (90 % der Geschichte) und Phanerozoikum (drei Ära: Paläozoikum, Mesozoikum, Känozoikum). Unterteilungen sind Zeiten, das Känozoikum unterteilt sich in Tertiär und Quartär sowie Epochen.

Hadaikum-Zeitraum

Die ersten 500 Millionen Jahre der Erdgeschichte. Die Spuren aus dieser Zeit beschränken sich auf ein paar Zirkonkristalle. Die ersten 10 Millionen Jahre waren von Planetesimalen Einschlägen geprägt. Dank dem Mond wissen wir, wie lange das Bombardement dauerte, bis sich bei Gesteinen vor 3900 Millionen Jahren Planetesimale trafen.

Differenzierung in Schichten

1. Akkretion: Die Erde wurde von Protoplaneten bombardiert, die Erde und ihre Planetesimale integrierten sich und erzeugten Hitze.
2. Differenzierung in Schichten: Der Erdboden war quasi komplett flüssig, und die schweren Materialien fielen ins Innere, während Gase durch Ausgasung entkamen.
3. Abkühlung: Die Auswirkungen kühlen nun ab. Es entstehen ein metallischer Kern, der Mantel und die Kruste, wodurch eine gasförmige Atmosphäre und schließlich Ozeane entstehen.
4. Ozeanbildung: Die Abkühlung der Oberfläche ermöglichte die Kondensation von Wasserdampf aus der Ausgasung, wodurch das Land überflutet wurde und nur einige vulkanische Inseln hervortraten.

Präitive Atmosphäre

Die primitive Atmosphäre enthielt große Mengen an Wasserdampf, $CO_2$, $N_2$ und geringe Mengen anderer Gase. Zur Erreichung der heutigen Zusammensetzung trug Folgendes bei: Die Einbindung großer Mengen Sauerstoff (durch das Auftreten fotosynthetisierender Organismen) und der drastische Rückgang von $CO_2$ (gelöst im Wasser und durch Cyanobakterien). Nach diesen Interaktionen entstanden neue Typen eukaryotischer Zellen gemäß der Endosymbiontentheorie. Die Existenz dieser Zellen ermöglichte es, neue Ressourcen zu nutzen und die Mehrstufigkeit (Pluricellularkeit) schien sich zu entwickeln. Tiere tauchten bei 85 % der Erdgeschichte auf.

Ediacara-Fauna

Fossilien vor 680 Millionen Jahren zeigen Abdrücke von Organismen mit Formen wie Blättern oder Scheiben.

Kambbrische Explosion

Vor etwa 570 Millionen Jahren erschien eine diverse Tierfauna mit versteinerten Überresten, die erste mineralisierte Skelette aufwies. Das Skelett schien ein evolutionärer Erfolg zu sein, wobei Trilobiten mit ihrem Exoskelett hervorstechen. Zudem gab es mehr als hundertfünfundzwanzig Tierarten und viele Weichkörpertiere: Fossilien des Burgess-Schiefers. Auch Wirbeltiere traten auf.

Landpflanzen und Tiere

Vor 450 Millionen Jahren erschienen terrestrische Pflanzen, die sich an die Umwelt anpassten durch: die Entwicklung einer starren Zellwand, Xylem-Bildung und Samen. Dank diesen konnten wirbellose Tiere (Arthropoden) und Wirbeltiere (Amnioten, die ersten Reptilien) das Land besiedeln.

Das große Massenaussterben (Perm-Trias-Grenze)

Dabei verschwanden etwa 80 % der marinen und 70 % der terrestrischen Arten. Ursachen waren: starker Abfall des Meeresspiegels, Reduktion des atmosphärischen Sauerstoffs, Klimawandel und intensive vulkanische Aktivität. Im Jahr 2006 wurde ein Krater unter dem Eis und Schnee der Antarktis entdeckt (vor 250 Millionen Jahren), der laut Untersuchungen die Ursache sein könnte.

Plattentektonik und Kontinentaldrift

Die Kontinente trennten sich. Nordamerika trennte sich von Afrika, Indien, Südamerika, der Antarktis und Australien. Subduktionszonen verursachten die Entstehung großer Bergketten wie des Himalajas, der Alpen und der Anden.

Erwerb der Thermoregulation bei Wirbeltieren

Im Mesozoikum erlangten sie die Kontrolle über die Körpertemperatur. Frühere Tiere waren ektotherm und benötigten externe Wärmequellen, während Säugetiere und Vögel endotherm sind. Zudem ernährten sie sich bei Säugetieren über die Plazenta und Muttermilch für ihre Jungen.

KT-Grenze (Kreide-Tertiär-Grenze)

Walter und Luis Alvarez fanden an verschiedenen Orten eine seltene Metallschicht (Iridium), die von einem Meteoriteneinschlag an der Grenze zwischen Kreide und Tertiär (vor 65 Millionen Jahren) stammte. Die Energie dieses Meteoriten entsprach Milliarden von Hiroshima-Bomben und hinterließ einen Krater von 150 bis 200 km Durchmesser. Etwa 50 % der Arten starben aus, einschließlich der Dinosaurier, Ammoniten und einiger kleiner Säugetiere. Überlebende am Ende der Kreidezeit schufen eine Explosion der Diversität, die sich weiterentwickelte und bis heute anhält.

Klimaveränderungen

Äußere Ursachen: Veränderungen der Sonnenaktivität, der Erdumlaufbahn und Meteoriteneinschläge. Innere Ursachen: Veränderungen der Albedo, Änderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre, Präsenz von Aerosolen und Veränderungen der Meeresströmungen.