γεωλογία

Επιστήμη που μελετά την εξελικτική ιστορία της Γης και την υλική σύσταση των δυνάμεων που την διαμόρφωσαν. Αναλυτικότερα, η γ. εξετάζει τα διαδοχικά στάδια εξέλιξης του πλανήτη μας, τους διάφορους παράγοντες που επέδρασαν στη διαμόρφωση της επιφάνειας της Γης και την εκάστοτε κατανομή χέρσου και θάλασσας, από τη στιγμή που άρχισε η πρώτη στερεοποίηση του φλοιού της, δηλαδή από τον σχηματισμό της λιθόσφαιρας μέχρι σήμερα. Ερευνά επίσης τα φυσικά και βιολογικά φαινόμενα που σημειώθηκαν στην επιφάνεια του πλανήτη μας σε όλο το χρονικό αυτό διάστημα και εξετάζει τη σύσταση των πετρωμάτων που αποτελούν τον φλοιό της Γης, σε σχέση με τις ειδικές συνθήκες περιβάλλοντος που συνέβαλαν στη γένεσή τους. Μελετά ακόμα τις μεταβολές, τις παραμορφώσεις και τις μετακινήσεις μαζών που πραγματοποιήθηκαν στους γεωλογικούς χρόνους και τις αιτίες που οδήγησαν σε αυτές. Το πολυσύνθετο αντικείμενο της μελέτης της αναγκάζει τη γ. να καταφεύγει στη βοήθεια και άλλων κλάδων της επιστήμης: στη βοτανική, στη ζωολογία, στη φυσική γεωγραφία (που ερμηνεύει τα φυσικά φαινόμενα που επέδρασαν στη Γη), στην ορυκτολογία, στην παλαιοντολογία και στην παλαιοβοτανική, οι οποίες εξετάζουν τους ζωικούς και φυτικούς οργανισμούς που κλείστηκαν μέσα σε ιζηματογενείς αποθέσεις και καθορίζουν έτσι την εξέλιξη και τη θέση τους μέσα στον χώρο και στον χρόνο, στην πετρογραφία, που μελετά τα πετρώματα, στην παλαιοκλιματολογία κλπ. Η γ. υποδιαιρείται βασικά στη στρωματογραφία ή ιστορική γ. και στην τεκτονική γ. ή τεκτονική. Ιστορία. Ο κλάδος αυτός της επιστήμης δημιουργήθηκε με την εμφάνιση του ανθρώπου. Πράγματι ο πρωτόγονος άνθρωπος, καθώς ανακάλυπτε τόσο μεταξύ των πετρωμάτων (τα σκληρά πυριτικά, τους οψιδιανούς, τους ιαδείτες κλπ.) όσο και μεταξύ των ορυκτών, εκείνα που του χρησίμευαν για την κατασκευή όπλων και χρήσιμων εργαλείων για τις καθημερινές του ανάγκες, προετοίμαζε ασυνείδητα τις βάσεις της γ. Οι πρώτες ουσιαστικές γνώσεις χρονολογούνται από την εποχή των Φοινίκων, των Αιγυπτίων, των Ελλήνων και τωνΕτρούσκων, που φημίζονταν για την ικανότητά τους στην έρευνα και στην εκμετάλλευση κοιτασμάτων διαφόρων ορυκτών και μετάλλων, υπόγειων και επιφανειακών υδάτων κλπ. Οι κλασικοί πολιτισμοί ευνοούσαν την καλλιέργεια των φυσιογνωστικών επιστημών. Η αρχαιότερη γεωλογική παρατήρηση φαίνεται ότι έγινε από τον Αναξίμανδρο περίπου το 570 π.Χ. : είχε ανακαλύψει απολιθωμένα όστρακα σε βράχους μακριά από τη θάλασσα και έβγαλε το συμπέρασμα ότι η ξηρά ίσως κάποτε είχε καλυφθεί από νερά. Περίπου το 520 π.Χ. ο Ξενοφάνης μάζεψε απολιθωμένα φυτά και όστρακα από τους βράχους της Πάρου· τα βρήκε στα βουνά, μακριά από τη θάλασσα, και δεν αμφέβαλε ότι αυτά όπως και τα απολιθώματα των λατομείων στις Συρακούσες ήταν κάποτε πραγματικά όστρακα που τα είχε αποθέσει η θάλασσα, η οποία είχε φτάσει μέχρι εκεί στο μακρινό παρελθόν. Τη γνώμη του αυτή τη συμμερίζονταν ο Πυθαγόρας (κατά τον Οβίδιο) και ο Ξάνθος από τη Λυδία και αργότερα την επιβεβαίωσε ο Ηρόδοτος (περ. 450 π.Χ.), που είχε ασχοληθεί με τα απολιθωμένα όστρακα της Αιγύπτου. Ο Ηρόδοτος εξάλλου –όπως και ο Aναξιμένης– περιέγραψε εκρήξεις ηφαιστείων και σεισμούς· μπόρεσε ακόμα να αποδείξει ότι η περιοχή του δέλτα του Νείλου είχε σχηματιστεί με την αργή απόθεση ιλύος, υπολογίζοντας ότι αυτό το φαινόμενο κράτησε από 10.000 έως 20.000 χρόνια. Την πρώτη πραγματεία, που αναφερόταν μόνο σε ορυκτά και απολιθώματα, έγραψε ο Θεόφραστος, μαθητής του Αριστοτέλη, περίπου το 300 π.Χ., αλλά παρότι το έργο του χάθηκε, είχε σχολιαστεί από τον Πλίνιο, το 50 μ.Χ. Ο Θεόφραστος πίστευε ότι τα απολιθώματα ήταν πέτρες που σχηματίστηκαν μέσα στα όστρακα από μία μυστηριώδη πλαστική ικανότητα της Γης, αλλά η σωστή αντίληψη διατυπώνεται στα κείμενα του Στράβωνα (περ. 10 π.Χ.), του Άραβα Αβικέννα (980-1037), του Γερμανού Αλβέρτου Μάγκνους (1193-1280) και άλλων. Ο Λεονάρντο ντα Bίvτσι (1452-1519) εξήγησε τη φύση των ιζηματογενών πετρωμάτων και των απολιθωμάτων, ενώ απέδειξε επίσης με ποιον τρόπο οι ποταμοί σχηματίζουν τις κοιλάδες τους και αποθέτουν στρώματα χαλικιού και άμμου. Κατά τον Μεσαίωνα και τους μετέπειτα χρόνους το επιστημονικό ενδιαφέρον αναζωπυρώθηκε και αρκετοί ερευνητές συνέβαλαν στη διευκρίνιση των λανθασμένων απόψεων, που συνδέονταν με τις προκαταλήψεις και τις παράδοξες ιδέες της εποχής ως προς την εξήγηση των γεωλογικών φαινομένων. Στα μέσα του 18ου αι. τα απολιθώματα αναγνωρίστηκαν τελικά ως υπολείμματα οργανισμών, ενώ μέχρι τότε θεωρούσαν ότι προέρχονται από την κατακλυσμιαία περίοδο. Στο τέλος του 17ου αι., όταν διαδόθηκε η εκμετάλλευση και η χρησιμοποίηση των λιθανθράκων και των σιδηρομεταλλευμάτων, η γ. γεννήθηκε ως επιστήμη. Θεμελιωτής της στρωματογραφίας θεωρείται ο Τζοβάνι Αρντουίνο από τη Βερόνα, ο οποίος το 1759 ξεχώρισε τους γεωλογικούς σχηματισμούς της περιοχής του σε τέσσερις τάξεις: πρωτογενή, δευτερογενή, τριτογενή και τεταρτογενή. Τις βάσεις της παλαιοντολογίας έθεσε ο Γουίλιαμ Σμιθ (1795), ο οποίος κατάλαβε πρώτος τη σημασία των απολιθωμάτων στη χρονολόγηση των ιζηματογενών σχηματισμών. Δύο άλλοι Γάλλοι, ο Κιβιέ και ο Μπρονιάρ, θεμελίωσαν τις παλαιοντολογικές έρευνες. Στα τέλη του 18ου αι. υπήρξαν δύο αντίθετα ρεύματα σχετικά με τη γένεση των γεωλογικών σχηματισμών: οι πλουτωνιστές οπαδοί του Τζέιμς Χάτον και οι ποσειδωνιστές του Αβραάμ Βέρνερ, που βοήθησαν έτσι στην πρόοδο της γ. Τα ονόματα των Σουές, Χαλ, Αργκάν και Βέγκενερ, για να αναφέρουμε ορισμένα, είναι συνδεδεμένα με πολύ αξιόλογες γεωλογικές μελέτες. Κατά τα τελευταία χρόνια, η εξέλιξη των θεωρητικών και των εφαρμοσμένων γνώσεων της γ. υπήρξε τεράστια. Στρωματογραφία. Αντικείμενό της είναι η έρευνα η οποία επιδιώκει αφενός να προσδιορίσει την τάξη διαδοχής των σχηματισμών μέσα στον γεωλογικό χρόνο, τόσο των ιζηματογενών (που συμμετέχουν κατά το σημαντικότερο μέρος στη σύσταση του φλοιού της Γης) όσο και όλων των άλλων πετρογραφικών σχηματισμών που συνθέτουν μία περιοχή, και αφετέρου να εξηγήσει τα αίτια που τους προκάλεσαν. Στη στρωματογραφία, οι κυριότεροι όροι είναι η φάση (το σύνολο των λιθολογικών και παλαιοντολογικών χαρακτήρων ενός σχηματισμού), η επίκλυση (όταν μία ξηρά καταβυθίζεται και κατακλύζεται από τη θάλασσα), η αποχώρηση της θάλασσας (όταν αντίθετα ανυψώνεται η ξηρά και αποσύρονται τα νερά) κ.ά. Η μελέτη της στρωματογραφίας αναφέρεται στη σχετική χρονολογία και στην απόλυτηχρονολογία. Με τον προσδιορισμό της σχετικής ηλικίας ενός σχηματισμού επιτυγχάνεται η χρονολογική σχέση αυτού ως προς τη σειρά των στρωμάτων που τον περιέχουν. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται: η στρωματογραφική μέθοδος, η παλαιοντολογική μέθοδος και η λιθολογική μέθοδος· βασικότερες είναι οι δύο πρώτες, ενώ η τρίτη είναι λιγότερο ακριβής και ασφαλής. Η στρωματογραφική μέθοδος βασίζεται στην αρχή ότι σε μία σειρά στρωμάτων το κατώτερο είναι γενικά το παλαιότερο σε σχέση με τα άλλα, που είναι κατά σειρά νεότερα. Η παλαιοντολογική μέθοδος καθορίζει ότι ιζήματα που έχουν αποτεθεί στην ίδια χρονική περίοδο (σύγχρονα ιζήματα), ακόμα και αν βρίσκονται σε θέσεις πολύ απομακρυσμένες μεταξύ τους, περικλείουν τα ίδια απολιθώματα και ανήκουν στην ίδια φάση. Η βάση της παλαιοντολογικής μεθόδου αποτελεί την αρχή της εξέλιξης του οργανικού κόσμου, φυτικού ή ζωικού, που αποδεικνύεται από την εμφάνιση –σε προσδιορισμένες περιόδους της ιστορίας της Γης– βιολογικών ομάδων, που σιγά-σιγά τελειοποιούνταν όλο και περισσότερο. Η απόλυτη ηλικία των πετρογραφικών σχηματισμών, σε σχέση με τον χρόνο της δημιουργίας ενός συνόλου από στρώματα πετρωμάτων, κατά τη διάρκεια της αργής ιζηματογένεσής τους, ερευνάται σήμερα με τη μέθοδο των ραδιοϊσοτόπων, που βασίζεται στη μελέτη της φυσικής μεταστοιχείωσης των ραδιενεργών στοιχείων σε μόλυβδο. Ο γεωλογικός χρόνος υποδιαιρείται σε αιώνες, περιόδους, εποχές και βαθμίδες. Οι αντίστοιχες στρωματολογικές υποδιαιρέσεις ονομάζονται αθροίσματα (στρωμάτων), διαπλάσεις, σειρές και στρώματα. Ένα άθροισμα, για παράδειγμα, περιλαμβάνει το σύνολο των στρωμάτων που έχουν αποτεθεί κατά τη διάρκεια ενός γεωλογικού αιώνα κ.ο.κ. Τεκτονική. Η τεκτονική γ. –ή απλώς τεκτονική– εξετάζει τη δομή της λιθόσφαιρας, τις μετατοπίσεις και τις διαταράξεις των πετρωμάτων από την αρχική τους θέση και τις αιτίες που τις προκάλεσαν. Όταν οι διαταράξεις οφείλονται σε μηχανικές ωθήσεις, προκαλούν παραμορφώσεις στις μάζες των πετρωμάτων, οι οποίες καθορίζονται από τη θερμοκρασία και την πίεση. Διακρίνουμε δύο ουσιώδεις τύπους διαταραχών: τις πτυχές και τα ρήγματα. Οι πτυχές προκύπτουν από οριζόντιες ή εφαπτόμενες ωθήσεις και είναι κάμψεις ενός ή περισσότερων στρωμάτων του φλοιού της Γης, με αποτέλεσμα τη μεταβολή της αρχικής τους θέσης (πτυχωσιγενής δομή). Τα ρήγματα είναι κυρίως αποτέλεσμα κατακόρυφων δυνάμεων, ενώ η μάζα του πετρώματος διατηρεί την αρχική οριζοντιότητά της. Η πτυχή που προέρχεται από ωθήσεις οι οποίες επιδρούν στις μάζες των πετρωμάτων κατά την εφαπτομένη, αποτελεί στοιχειώδη μορφή μιας εκτεταμένης πτύχωσης. Συνήθως, οι πτυχές αθροίζονται κατά δέσμες, σχηματίζοντας οροσειρές. Όταν το τόξο μιας στοιχειώδους μορφής πτυχής είναι στραμμένο προς τα πάνω, η πτυχή ονομάζεται αντικλινική, ενώ όταν αντίθετα διευθύνεται προς τα κάτω, η πτυχή λέγεται συγκλινική. Τέτοιες εφαπτόμενες ωθήσεις προκαλούν και άλλα τεκτονικά περιστατικά, όπως διαρρήξεις, πτυχωσιγενή ρήγματα, καλύμματα, επωθήσεις κλπ. Όταν ένας όγκος από στρώματα πετρωμάτων δεχτεί την επίδραση δυνάμεων που ξεπερνούν κατά πολύ τα όρια της στερεότητάς τους, χωρίζεται σε δύο μέρη (ρήγμα). Αν τα δύο αυτά μέρη μετακινηθούν, τότε έχουμε μία μετάπτωση (οριζόντια μετάπτωση) με καθίζηση (εγκατακρημνισιγενής τάφρος), όπως είναι για παράδειγμα ο Ευβοϊκός κόλπος, η κοιλάδα του Ρήνου κ.ά. Όταν μία μάζα πετρωμάτων διαχωρίζεται, χωρίς σημαντική διάρρηξη, τότε πρόκειται για ρωγμές ή διακλάσεις. Οι ελάχιστα αισθητές διαρρήξεις ονομάζονται ρωγμές, ενώ οι πιο ανεπτυγμένες ονομάζονται διακλάσεις και συχνά προχωρούν βαθιά μέσα στο πέτρωμα μεταβάλλοντας σημαντικά τη μορφή του. Ιστορική γ. Η ιστορία της Γης διαιρείται σε πέντε αιώνες: (α) αρχαϊκόςαρχαιοζωικός (που περιλαμβάνει και τον προτεροζωικό, ορισμός που δεν επικράτησε τελικά), (β) πρωτογενήςπαλαιοζωικός, (γ) δευτερογενήςμεσοζωικός, (δ) τριτογενήςκαινοζωικός, (ε) τεταρτογενής, υποδιαίρεση που κατά τη γερμανική σχολή αποτελεί την τελευταία περίοδο του καινοζωικού αιώνα. Οι αιώνες διαιρούνται σε περιόδους, οι περίοδοι σε υποπεριόδους και αυτές σε εποχές και βαθμίδες. Παρακάτω, θα τους εξετάσουμε εν συντομία. Αρχαϊκός αρχαιοζωικός αιώνας. Καλύπτει το χρονικό διάστημα από τον πρώτο σχηματισμό –εξαιτίας της ψύξης– του φλοιού της Γης έως την εμφάνιση των πρώτων θετικών λειψάνων ζωής πάνω στη Γη. Οι πιο παλαιοί αυτοί σχηματισμοί της λιθόσφαιρας αντιπροσωπεύονται από εκρηξιγενή και κυρίως μεταμορφωμένα πετρώματα (γνεύσιοι, μαρμαρυγιακοί σχιστόλιθοι, φυλλίτες και μάρμαρα). Η διάρκεια του αρχαϊκού αιώνα υπολογίζεται περίπου σε 1,5 δισ. χρόνια. Τελευταία, με τη μέθοδο των ραδιοϊσοτόπων, έχει υπολογιστεί η απόλυτη ηλικία ορισμένων ορυκτών των αρχαϊκών πετρωμάτων σε 3 δισ. χρόνια. Η έντονη ορεογενετική δραστηριότητα και οι δυσμενείς γεωχημικές συνθήκες δεν επέτρεψαν την εμφάνιση της ζωής, παρά μόνο προς το τέλος του, ενώ η ισχυρή μεταμόρφωση των πετρωμάτων δεν επέτρεψε τη συντήρηση απολιθωμάτων παρά σπανιότατα. Τα απολιθώματα αυτά, που βρέθηκαν στα τελευταία στρώματα του αιώνα, ανήκουν σε μια πανίδα τόσο ποικίλη και σχετικά εξελιγμένη –με πρωτόζωα, κοιλεντερόζωα, εχινόδερμα, μαλάκια, αρθρόποδα, κυανοφύκη– ώστε να προϋποθέτει την ύπαρξη άλλων, πιο πρωτόγονων οργανισμών. Η τελευταία αυτή χρονική περίοδος του αιώνα, με τα πρώτα ίχνη ζωής, θεωρείται από άλλους ξεχωριστός αιώνας, ο πρωτοζωικόςηωζωικός, και κατ’ άλλους πάλι ως περίοδος του αρχαϊκού, η αλγκόνκιος. Τα στρώματά του, πάντως, βρίσκονται ασύμφωνα πάνω στα παλαιότερα αρχαϊκά. Τα αρχαϊκά στρώματα είτε εμφανίζονται ως πυρήνες ορέων, απογυμνωμένοι από νεότερες αποθέσεις, είτε αποτελούν τις κεντρικές ζώνες παλαιότερων και νεότερων ορεινών αλυσίδων και ονομάζονται ασπίδες (καναδική ασπίδα, σιβηρική ασπίδα, βαλτική ασπίδα κλπ.)· και στις δύο περιπτώσεις τα αρχαϊκά πετρώματα είναι έντονα πτυχωμένα, ανορθωμένα και κατατεμαχισμένα. Κατά τη διάρκεια του αλγκονκίου υπήρξαν σημαντικά τα ορεογενετικά φαινόμενα, η ηφαιστειακή δραστηριότητα και οι πτυχώσεις, όπως η λαυρέντιος, η αλγκονκική και η χουρώνιος πτύχωση που είναι η αιτία της δημιουργίας των μεγάλων οροσειρών της Βόρειας Αμερικής, της Φιλανδίας, της Ζιμπάμπουε, των Ινδιών και της Αυστραλίας. Παλαιοζωικός ή πρωτογενής αιώνας. Υποδιαιρείται σε πέντε περιόδους: κάμβριο, σιλούριο, δεβόνιο, λιθανθρακοφόρο και πέρμιο. Τον επισφραγίζουν έντονα ορεογενετικά γεγονότα, όπως η καληδόνιος πτύχωση, στο τέλος του σιλουρίου και η ερκύνιος πτύχωση κατά το λιθανθρακοπέρμιο. Αποτέλεσμα των διαδικασιών αυτών είναι τα Ουράλια όρη, τα Αλτάι της Ασίας και τα Απαλάχια της Αμερικής. Χαρακτηρίζεται επίσης από τη μεγάλη εξάπλωση των παγετώνων, κυρίως κατά το πέρμιο, που κατέλαβε το νότιο ημισφαίριο (Αυστραλία), ενώ το κλίμα υπήρξε γενικά θερμό, γεγονός που το αποδεικνύει η εξάπλωση των κοραλλιογενών υφάλων. Η εμφάνιση των τριλοβιτών, των θωρακοφόρων ψαριών, των στεγοκεφάλων αμφιβίων, των πρωτόγονων ερπετών και των κρυπτογάμων φυτών, όπως και η έλλειψη θηλαστικών, πτηνών, φανερογάμων φυτών κλπ. παρουσίαζαν μία όψη ζωής τελείως διαφορετική από τη σημερινή. Τα πετρώματα του παλαιοζωικού αιώνα είναι κρυσταλλοσχιστώδη, εκρηξιγενή και ιζηματογενή, πάχους πολλών χιλιομέτρων. Κάμβριο. Είναι το αρχαιότερο σύστημα του παλαιοζωικού, που άρχισε πριν από 550 εκατ. χρόνια και διήρκεσε περίπου 70 εκατ. χρόνια. Χαρακτηρίζεται από ορεογενετική ηρεμία και έλλειψη ηφαιστειακής δραστηριότητας. Οι καμβριανοί σχηματισμοί είναι κυρίως ιζηματογενείς αποθέσεις αβαθών θαλασσών. Χαρακτηριστικοί είναι οι υφαλογενείς ασβεστόλιθοι με αρχαιοκυαθίδες που είναι ευρύτατα εξαπλωμένοι. Σιλούριο. Η περίοδος αυτή χρονολογείται πριν από 430 με 400 εκατ. χρόνια. Χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση νέων ειδών τριλοβιτών και γραπτολίθων, των πρώτων χερσαίων ασπόνδυλων και από την πλούσια ανάπτυξη των ναυτιλοειδών. Βρέθηκαν επίσης τα αρχαιότερα γνωστά λείψανα ψαριών (τα οδοντίδια) και τα θραύσματα οστέινων πλακών από θωρακισμένα ψάρια. Σημαντική υπήρξε η ανάπτυξη της θαλάσσιας χλωρίδας (φύκια), που προετοίμασε μεταβολές για την προσαρμογή τους στη χερσαία ζωή (δεν είναι απόλυτα εξακριβωμένο ότι είναι χερσαία μερικά λείψανα φυτών που βρέθηκαν στην Αγγλία). Χαρακτηριστικά πετρώματα του σιλουρίου είναι οι γραουβάκες, οι ψαμμίτες, οι αργιλικοί σχιστόλιθοι, οι γραπτολιθοφόροι σχιστόλιθοι, οι ηλίτες, όπως και τα εκρηξιγενή πετρώματα. Η ηφαιστειότητα υπήρξε σχετικά ήπια, ενώ η ορεογένεση άφησε τα ίχνη των πτυχώσεων στην Αγγλία, στη Σκοτία, στην Ουαλία, στη Σκανδιναβία και στη Γροιλανδία (καληδόνιος πτύχωση, που διήρκεσε από το τέλος του γοτλανδίου έως την αρχή του δεβονίου). Συνέπεια των ίδιων πτυχώσεων είναι και η βορειοατλαντική ήπειρος, που σχηματίστηκε στη βόρεια και βορειοανατολική Ευρώπη. Στη Βόρεια Αμερική είχε επιδράσει παλαιότερα (τέλος ορδοβισίου) η τακόνιος πτύχωση, που θεωρείται πρόδρομος της καληδονίου (παλαιοκαληδόνιος). Δεβόνιο. Η διάρκειά της περιόδου αυτής είναι περίπου 50 εκατ. χρόνια. Χαρακτηριστικό γεωλογικό συμβάν αποτελεί η μεγάλη επίκλυση της θάλασσας, με αποτέλεσμα τη θαλασσοκρατική κατάσταση του δεβονίου. Τότε σχηματίστηκε και η Τηθύς θάλασσα ή Μεσογεία, που υπήρξε πρόδρομος της σημερινής Μεσογείου. Κατά την περίοδο αυτή πρωτοεμφανίστηκαν τα αμφίβια, ενώ οι πλακόδερμοι ιχθείς, οι γωνιατίτες (αμμωνίτες), τα τετρακοράλλια, τα θαλάσσια φύκια και οι αρχαιοπτέριδες (χερσαία φυτά) παρουσιάζουν μεγάλη ανάπτυξη. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα, και μάλιστα η υποθαλάσσια, υπήρξε αρκετά έντονη. Λιθανθρακοφόρο. Η διάρκειά του υπολογίζεται σε 85 εκατ. χρόνια. Έχει ιδιαίτερη σημασία για τα παχύτατα στρώματα ορυκτών ανθράκων που σχηματίστηκαν στην Αγγλία, στο Βέλγιο, στη Γερμανία και στη Γαλλία, τόσο μέσα στη θάλασσα όσο και στην ξηρά. Κατά την περίοδο αυτή, η χλωρίδα παρουσίασε μεγάλη ανάπτυξη, για πρώτη φορά στην ιστορία της Γης, κυρίως εξαιτίας του κλίματος, με άφθονες πτέριδες, γυμνόσπερμα και άλλα. Άρχισαν επίσης να πρωτοεμφανίζονται μερικά κωνοφόρα, ενώ τα δάση, σε συνδυασμό με τους βάλτους, κάλυψαν την ξηρά, που υπερίσχυε της θάλασσας ως προς την πανίδα. Σημαντική ήταν η εμφάνιση των πρώτων χερσαίων τετράποδων –των αμφίβιων στεγοκεφάλων– των πρώτων ερπετών (κοτυλοσαύρων), των πρώτων εντόμων και των πρωτοζώων της οικογένειας φουσουλινίδες. Αντίθετα, εξαφανίστηκαν οι θωρακισμένοι ιχθείς. Το λιθανθρακοφόρο, όπως και το πέρμιο, υπήρξαν εποχές έντονης ορεογένεσης, με αποτέλεσμα τις πτυχώσεις, που ανήκουν στον βαρίσκιο κύκλο πτυχώσεων, ο οποίος διήρκεσε σε όλο το λιθανθρακοπέρμιο, όπως ονομάζονται οι δύο αυτές περίοδοι εξαιτίας των κοινών χαρακτηριστικών τους. Τη γένεση των πτυχωσιγενών ορέων συνόδευε έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα, με αποτέλεσμα την άνοδο τεράστιων μαζών μάγματοςκαι τον σχηματισμό πλουτώνιων πετρωμάτων. Ο παλαιοζωικός αιώνας χαρακτηρίζεται γενικά από τη μικρή εξάπλωση της θάλασσας, τον σχηματισμό μεγάλων ερημικών εκτάσεων, τη σημαντική εξάπλωση των παγετώνων, που άρχισαν στο τέλος του λιθανθρακοφόρου και κατέλαβαν το νότιο ημισφαίριο, και τη μεγάλη ανάπτυξη του φυτικού βασιλείου, με τον σχηματισμό των πλούσιων αποθέσεων λιθανθράκων. Μεσοζωικός ή δευτερογενής αιώνας. Διήρκησε περίπου 170 εκατ. χρόνια. Διαιρείται σε τρεις περιόδους: τριαδικότριάσιο, ιουρασικό και κρητιδικό. Ο αιώνας αυτός χαρακτηρίζεται από ορεογενετική ηρεμία, προοίμιο ενός μεγάλου ορεογενετικού παροξυσμού (αλπική ορεογένεση), που αποκορυφώθηκε κατά τον καινοζωικό αιώνα, ενώ η ηφαιστειότητα υπήρξε ελάχιστη, εκτός από ορισμένες περιοχές. Από τα πετρώματα του μεσοζωικού αιώνα λείπουν σχεδόν τελείως τα εκρηξιγενή και οι τόφοι, ενώ είναι πολύ διαδεδομένοι οι ιζηματογενείς ασβεστόλιθοι, με πλήθος μικροσκοπικών απολιθωμάτων, οι άργιλοι, οι ψαμμίτες και οι δολομίτες. Σε ό,τι αφορά την πανίδα, ο αιώνας αυτός χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση των πρώτων θηλαστικών, των πτηνών, των οστεακάνθων ψαριών και από την καταπληκτική εξάπλωση και ανάπτυξη των ερπετών· γι’ αυτό και ονομάζεται αιώνας των ερπετών. Μεγάλη ανάπτυξη παρουσίασαν και οι αμμωνίτες (καθοδηγητικά απολιθώματα). Για πρώτη φορά εμφανίστηκαν και τα αγγειόσπερμα φυτά με άνθη. Τριαδικό ή τριάσιο. Υπάρχουν τρεις τύποι, ανάλογα με τη φάση: ο αγγλικός τύπος, ηπειρωτικής φάσης, με χερσαία ιζήματα (Αγγλία, Σκοτία, βόρεια Γαλλία, Βόρεια Αμερική, Ινδία, Αυστραλία, Κίνα κ.α.)· ο γερμανικός τύπος, χερσαίας ή λιμναίας φάσης και ενδοχωρικής θάλασσας (Γερμανία) και ο αλπινικός ή μεσογειακός τύπος, φάσης βαθιών θαλασσών (Μεσόγειος, Μαλαϊκό αρχιπέλαγος, Άλπεις, Ιμαλάια, βόρεια Σιβηρία, Αλάσκα κ.α.). Η αλλαγή του ζωικού κόσμου ως προς τον παλαιοζωικό υπήρξε μεγάλη· εξαφανίστηκαν πολλά είδη, ενώ εμφανίστηκαν άλλα για πρώτη φορά, όπως τα θηλαστικά, οι χελώνες, τα κροκοδείλια. Χαρακτηριστικοί είναι και οι μεγαλόδοντες καθώς επίσης τα διάφορα είδη αμμωνιτών. Ιουρασικό. Τα όριά του είναι λίγο αμφίβολα. Διακρίνουμε και εδώ διάφορες φάσεις: την παράκτια και των αβαθών θαλασσών (γερμανική περιοχή), τη φάση των βαθιών θαλασσώντης Τηθύος (αλπινική ή μεσογειακή περιοχή) και τη χερσαία φάση στα δέλτα των ποταμών (περιοχή Άνδεων και Ρωσίας). Η πανίδα ήταν πλούσια με μόνη νέα εμφάνιση τα γένη αρχαιοπτέρυξ και αρχαιόρνις, που έμοιαζαν με πτηνά, είχαν δηλαδή φτερούγες και γνωρίσματα ερπετών. Η χλωρίδα ήταν πλούσια, ενώ σχηματίστηκαν εκτεταμένα κοιτάσματα ορυκτών ανθράκων. Κρητιδικό. Χωρίζεται σε δύο υποπεριόδους: το παλαιοκρητιδικό ή κατώτερο και το νεοκρητιδικό ή ανώτερο. Παρουσιάζει ποικίλο πετρογραφικό χαρακτήρα, με αποθέσεις αβαθών θαλασσών (παράκτιοι, νηριτικής φάσης και υφαλογενείς), ενώ τα πελαγικής φάσης αποθέματα σπανίζουν. Χαρακτηριστική είναι η απόθεση της λευκής κρητίδας (που έδωσε και την ονομασία της στην περίοδο αυτή), οι ασβεστόλιθοι, κατάλληλοι για δομήσιμα υλικά, τα κοιτάσματα άνθρακα (λιγνίτες, λιθάνθρακες, ανθρακίτες), επίσης το πετρέλαιο, η άσφαλτος, τα σιδηρομεταλλεύματα κ.ά. Η πανίδα υπήρξε πλουσιότατη, με άφθονα χαρακτηριστικά απολιθώματα, όπως οι ρουδιστές, η γκλομποτρουνκάνα, νέα είδη αμμωνιτών, ενώ έφτασαν στον κολοφώνα της ανάπτυξής τους τα ερπετά, με τους πλειστόσαυρους, τους δεινόσαυρους, τους βροντόσαυρους κ.ά. Η χλωρίδα υπήρξε επίσης πλούσια και εμφανίστηκαν τα αγγειόσπερμα (δικοτυλήδονα και μονοκοτυλήδονα) φυτά. Η ηφαιστειότητα εκδηλώθηκε μόνο σε ορισμένα μέρη της Γης, ενώ άρχισαν οι πρόδρομοι πτυχώσεις της μεγάλης αλπικής ορεογένεσης. Καινοζωικός ή Τριτογενής αιώνας. Το χρονικό διάστημα της μετάβασης από το κρητιδικό στον καινοζωικό αιώνα άρχισε περίπου πριν από 65 εκατ. χρόνια, και παρουσίασε τέτοια απότομη και συχνά δυσεξήγητη μεταβολή στις φυσικές συνθήκες και στους όρους ύπαρξης των ζωντανών οργανισμών,ώστε να θεωρείται σημείο καμπής στην εξέλιξη της Γης και του οργανικού κόσμου. Μετά την επίκλυση της θάλασσας κατά το νεοκρητιδικό, παρατηρήθηκε μια διαρκής ανάδυση ξηράς, που σιγά-σιγά άρχιζε να παρουσιάζει αναλογίες ως προς τη διαμόρφωσή της με τη σημερινή. Ιδιαίτερης σημασίας ήταν το σύνολο των αλπικών oρεογενετικών κινήσεων, που συνοδεύονταν από έντονες ηφαιστειακές εκδηλώσεις. Αποτέλεσμα είναι οι μεγάλες πτυχωσιγενείς οροσειρές, όπως οι Άλπεις, τα Πυρηναία, τα Καρπάθια, τα Απένινα, οι Δειναρικές, οι Ελληνίδες και οι Ταυρίδες οροσειρές, ο Καύκασος, τα Ιμαλάια και άλλες ψηλές οροσειρές. Τα πετρώματα του κρητιδικού είναι επίσης διαφορετικά, πιο ψαθυρά, γιατί προέρχονται από την αποσάθρωση αυτών που προϋπήρχαν (ψαθυροί ασβεστόλιθοι, μάργες, ψαμμίτες, κροκαλοπαγή, άργιλοι). Συνήθως είναι αποθέσεις αβαθών θαλασσών ή παράκτιες –σπάνια βαθιών θαλασσών– όπως επίσης και λιμναίες, ποτάμιες κλπ. Ο καινοζωικός αιώνας χωρίζεται στο τριτογενές και στο τεταρτογενές, όπου το πρώτο υποδιαιρείται σε πέντε υποπεριόδους: παλαιόκαινο, ηώκαινο, ολιγόκαινο, μειόκαινο και πλειόκαινο, ενώ το τεταρτογενές (κατ’ άλλους τεταρτογενής αιώνας) σε πλειστόκαινο και ολόκαινο. Κατά τη διάρκεια του αιώνα αυτού εξαφανίστηκαν ολόκληρες ομάδες ζώων (σαυροειδή, ερπετά, ιχθυόσαυροι, δεινόσαυροι, ρουδιστές κλπ.), ενώ εμφανίστηκαν και εξελίχθηκαν άλλες, που σιγά-σιγά πλησίαζαν περισσότερο προς τις σημερινές μορφές. Σε όλες τις ηπείρους επικράτησαν τα θηλαστικά, τα οποία παρουσίασαν εκπληκτική εξέλιξη. Τριτογενές. (α) Παλαιόκαινο: Χαρακτηρίζεται από συνεχή εναλλαγή φάσεων, λιμναίων, ποτάμιων και αβαθών θαλασσών, εξαιτίας της συνεχούς επίκλυσης και απόσυρσης της θάλασσας. Κατά το παλαιόκαινο, άρχισε στη νότια Ευρώπη (Μεσόγειος) η εμφάνιση των νουμμουλιτών, που εξαφανίστηκαν στο ολιγόκαινο. Τα πετρώματα είναι κυρίως ασβεστόλιθοι σε παχύτατα στρώματα, μάργες και λιμναίες αποθέσεις. (β) Ηώκαινο: Κατά τη διάρκειά του οι oρεογενετικές κινήσεις (αλπική πτύχωση) επέφεραν την οριστική ανύψωση των Πυρηναίων και των βουνών της Προβηγκίας. Τα πετρώματα που κυριαρχούσαν είναι νουμμουλιτοφόροι ασβεστόλιθοι, μάργες, ψαμμίτες, άργιλος, σχιστόλιθοι. Χαρακτηριστική είναι και η διάπλαση του φλύσχη, που είναι μια εναλλαγή απόθεσης ψαμμιτών, αργιλικών σχιστόλιθων, κροκαλοπαγών και συχνά ενστρώσεων ασβεστόλιθου, μέσα στην Τηθύ θάλασσα. Οι νουμμουλίτες παρουσίασαν τη μεγαλύτερη ανάπτυξή τους, ενώ μέσα στις ίδιες θερμές θάλασσες ζούσαν και άλλα μεγάλα τρηματοφόρα, όπως οι λεπιδοκυκλίνες, οι αλβεολίνες και, επιπλέον, εχίνοι, ελασματοβράγχια, ασβεστολιθικά φύκια κλπ. Από τα σπονδυλωτά εξελίχθηκαν διάφορες ομάδες θηλαστικών, τυπικές για την περίοδο αυτή, εμφανίστηκαν επίσης οι πρώτοι γνήσιοι πίθηκοι και τα γνήσια τρωκτικά, όπως και τα κρεόδοντα και τα κονδύλαρθρα. (γ) Ολιγόκαινο: Μεγάλη έξαρση παρουσίασαν τα ορεογενετικά φαινόμενα που δημιούργησαν τις οροσειρές των Άλπεων και των Απενίνων. Έντονη επίσης υπήρξε και η ηφαιστειακή δραστηριότητα. Οι νουμμουλίτες εξαφανίστηκαν. Οι αποθέσεις του είναι χερσαίες, βαθιών θαλασσών και αβαθών, ενώ τα πετρώματα είναι περίπου όμοια με αυτά του ηωκαίνου. (δ) Μειόκαινο: Σε αυτή την περίοδο συνεχίστηκε εντονότερη η ανύψωση των αλπικών οροσειρών, των Απενίνων, των Καρπαθίων, των Πυρηναίων, όπως και των Ιμαλαΐων (ίσως για πρώτη φορά). Η ηφαιστειακή δραστηριότητα υπήρξε πολύ έντονη. Στην ανατολική Ευρώπη και στη νότια Ασία σχηματίστηκαν, σε μεγάλη έκταση, πολλές αλμυρές λίμνες. Χερσαίες και θαλάσσιες φάσεις εναλλάσσονταν συνεχώς με ασβεστόλιθους γλυκών νερών, τραβερτίνες, ποτάμιες αποθέσεις, κοιτάσματα ανθράκων, γύψου, ορυκτού άλατος, θείου και φωσφοριτών από τη μία και κοραλλιογενείς ασβεστόλιθους, μάργες, ψαμμίτες κ.ά. από την άλλη (νηριτικής φάσης). Επίσης, παρουσιάστηκαν ηφαιστειογενή πετρώματα μεγάλου πάχους, κυρίως βασάλτες. Η εξέλιξη των θηλαστικών συνεχίστηκε (προβοσκιδοειδή, τριδάκτυλοι ίπποι, κερασφόρα μηρυκαστικά κλπ.). Κατά το μειόκαινο παρουσιάστηκε το ενδιαφέρον φαινόμενο της αποδήμησης ορισμένων ομάδων αφρικανικών και ασιατικών θηλαστικών, που μετατοπίστηκαν προς την Ευρώπη. (ε) Πλειόκαινο: Στην περίοδο αυτή οι ξηρές και οι θάλασσες εμφάνισαν σιγά-σιγά μια διαμόρφωση συνεχώς πλησιέστερη προς τη σημερινή. Κατά τη διάρκειά του, η Ερυθρά θάλασσα καταβυθίστηκε, δημιουργήθηκε ο πορθμός του Γιβραλτάρ, ενώ ο πορθμός της Μάγχης δεν υπήρχε ακόμα, η δε Αιγηίδα χώριζε τη Μεσόγειο θάλασσα από την Ποντιοκασπική ενδοχωρική θάλασσα· δημιουργήθηκαν επίσης οι τεκτονικές αύλακες (υπεραιγαία αύλακα κ.ά.). Η χλωρίδα και η πανίδα, με τη συνεχή τους εξέλιξη, έμοιαζαν όλο και περισσότερο προς τις σημερινές. Τεταρτογενές. Είναι οι αποθέσεις της τελευταίας υποδιαίρεσης της εξέλιξης της Γης, που συνεχίζεται έως σήμερα. Είναι η πιο σύντομη από όλες, τα πετρώματά της –που δεν είναι πολύ συνεκτικά– αποτελούνται κυρίως από αργίλους, κροκάλες, άμμους, πηλούς κ.ά. και αποτελούν το έδαφος σχεδόν όλων των βαθυπέδων, καλύπτοντας συχνά τους παλαιότερους σχηματισμούς. (α) Πλειστόκαινοδιλούβιο: Χαρακτηρίζεται από γεγονότα ιδιαίτερης σημασίας, όπως η βέβαιη εμφάνιση του ανθρώπου (στο πλειστόκαινο αντιστοιχεί η παλαιολιθική εποχή) και η εξαιρετική εξάπλωση των παγετώνων, που παρουσίαζαν εναλλαγή με θερμές περιόδους. Οι παγετώδεις περίοδοι είναι τρεις για τη βόρεια Γερμανία, με δύο μεσοπαγετώδεις, και τέσσερις για τις Άλπεις, με τρεις μεσοπαγετώδεις περιόδους. Αυτές είναι: η γίντσια, η μινδέλια, η ρίσια και η βούρμια. Οι βαθιές αυτές μεταβολές των κλιματικών συνθηκών επέδρασαν πολύ στη χλωρίδα και στην πανίδα, με αποτέλεσμα τη μετανάστευση ομάδων θηλαστικών, την εξαφάνιση άλλων κλπ. Συνεχίστηκαν μειωμένες οι εκδηλώσεις των τελευταίων αλπικών πτυχώσεων και οι συναφείς μαγματικές εκδηλώσεις. (β) Ολόκαινοαλούβιο: Ανήκει στη σύγχρονη εποχή. Οι κατακόρυφες μετακινήσεις του φλοιού της Γης παύουν και ο οριζόντιος διαμελισμός της ξηράς παίρνει την οριστική του διαμόρφωση όπως επίσης η χλωρίδα και η πανίδα. Ο άνθρωπος περνά από τα στάδια της νεολιθικής εποχής, του χαλκού, του ορείχαλκου και φτάνει στην εποχή του σιδήρου. Οι αλουβιακές αποθέσεις δημιουργούν τις εύφορες σημερινές πεδιάδες. ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΤΩΝ ΖΩΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΑΠΟ ΤΗ ΖΩΗ ΤΗΣ ΓΗΣ Η τομή αυτή παριστάνει σχηματικά τις συνθήκες απόθεσης, όπου μπορεί να διακρίνει κανείς μία σειρά από στρώματα, τα οποία έχουν υποστεί διάφορα τεκτονικά φαινόμενα. Η διαδοχή των στρωμάτων, από τα αρχαιότερα προς τα νεότερα, είναι Α, Β, Γ, Δ, Ε. Το τελευταίο στρώμα έχει αποτεθεί μετά τα τεκτονικά γεγονότα. 1) αντίκλινο· 2) σύγκλινο· 3) ασύμφωνο ρήγμα· 4) αντίστροφο ρήγμα· 5) γραμμή ασυμφωνίας· 6) διείσδυση μαγματικού υλικού. Έτσι φαντάστηκε ο Αμερικανός γεωλόγος Ριντ τον κύκλο γένεσης των ιζηματογενών πετρωμάτων από τα μαγματικά (εκρηξιγενή) πετρώματα. Η τομή αυτή παριστάνει σχηματικά τις συνθήκες απόθεσης, όπου μπορεί να διακρίνει κανείς μία σειρά από στρώματα, τα οποία έχουν υποστεί διάφορα τεκτονικά φαινόμενα. Η διαδοχή των στρωμάτων, από τα αρχαιότερα προς τα νεότερα, είναι Α, Β, Γ, Δ, Ε. Το τελευταίο στρώμα έχει αποτεθεί μετά τα τεκτονικά γεγονότα. 1) αντίκλινο· 2) σύγκλινο· 3) ασύμφωνο ρήγμα· 4) αντίστροφο ρήγμα· 5) γραμμή ασυμφωνίας· 6) διείσδυση μαγματικού υλικού. ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΑΠΟ ΤΗ ΖΩΗ ΤΗΣ ΓΗΣ ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΤΩΝ ΖΩΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ

* * *

η

η επιστήμη που έχει ως αντικείμενο τη μελέτη τής σύστασης, τής κατασκευής και τής εξελικτικής ιστορίας τής γης.