KikTP: ธรณีประวัติ

บทที่ 4 ธรณีประวัติ. . .

นักธรณีวิทยาแบ่งช่วงเวลาของโลก นับตั้งแต่อุบัติขึ้นมาจนถึงปัจจุบัน โดยใช้มาตราธรณีกาล (Geological time scale) ซึ่งพิจารณาจากชนิดของซากสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์ (Fossil) ซึ่งฝังตัวอยู่ในชั้นหิน โดยจำแนกคาบเวลาออกเป็น บรมยุค มหายุค ยุค สมัย และพบว่ามนุษย์เป็นสายพันธุ์ที่ใหม่มากเมื่อเทียบกับอายุของโลก ซึ่งหากเปรียบเทียบระยะเวลาที่โลกกำเนิดขึ้นมา 4,600 ล้านปี กับระยะทางของถนนรอบประเทศไทยประมาณ 4,600 กิโลเมตร จะพบว่าระยะเวลาที่สายพันธุ์โฮโมเซเปียนอุบัติขึ้นมา 10,000 ปี เทียบได้เท่ากับระยะทางเพียง 1 มิลลิเมตรสุดท้ายเท่านั้นเอง

มาตราธรณีกาล

มาตราทางธรณีกาล (Geological time scale) นักธรณีวิทยาแบ่งเวลานับตั้งแต่โลกเกิดขึ้นมาจนถึงปัจจุบันออกเป็นคาบเวลาจากใหญ่ไปเล็กได้แก่

1.บรมยุค (Eon) 2.มหายุค (Era) 3.ยุค (Period) 4.สมัย (Epoch) โดย

ทั้งหมดมี 3 บรมยุค (Eon) ได้แก่

•อาร์คีโอโซอิค (Archaeozoic) เป็นบรมยุคแรกของโลก

•โพรเทอโรโซอิค (Proterozoic) เป็นภาษากรีก แปลว่า สิ่งมีชิวิตเพิ่งอุบัติขึ้น

•ฟาเนอโรโซอิก (Phanerozoic) เป็นภาษากรีก แปลว่า มีสิ่งมีชีวิตปรากฏให้เห็น

แม้ว่าเซลล์โพรคาริโอตจะเป็นสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์แรกของโลก ซึ่งอุบัติขึ้นในบรมยุคอาร์คีโอโซอิคเมื่อประมาณ 4,000 ล้านปีมาแล้ว แต่สายพันธุ์โฮโมเซเปียนส์ของมนุษย์เพิ่งอุบัติขึ้นเมื่อ 10,000 ปีที่ผ่านมาในบรมยุคฟาเนอโรโซอิค (Phanerozoic) มหายุคเซโนโซอิก (Cenozoic) ยุคควอเทอนารี (Quaternary) สมัยโฮโลซีน (Holocene) ดังที่แสดงในตาราง

ตารางที่ 1 เวลาทางธรณีวิทยา

บรมยุคอาร์คีโอโซอิค (Archaeozoic eon)

นับตั้งแต่ช่วงเวลาที่โลกก่อกำเนิดขึ้นมาเมื่อ 4,600 ล้านปีก่อนจนถึง 2,500 พันล้านปีก่อน พื้นผิวโลกในช่วงนั้นร้อนละอุไปด้วยภูเขาไฟและธารลาวา อุกกาบาตซึ่งมีแหล่งกำเนิดมาจากดาวเคราะห์น้อยและดาวหางพุ่งชนโลก บรรยากาศเต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งพ่นออกมาจากปล่องภูเขาไฟทำให้พื้นผิวโลกมีสภาพเป็นภาวะเรือนกระจก สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นเป็นเซลล์โพรคาริโอต ไม่มีนิวเคลียส อาศัยธาตุอาหารจากสารเคมีที่ปล่อยมาจากปล่อยภูเขาไฟและน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร วิวัฒนาการของโลกในบรมยุคอาร์คีโอโซอิคมีดังนี้

- 4,600 ล้านปีก่อน ฝุ่นแก๊สและอนุภาคต่างๆ ในโซลาร์เนบิวลา (Solar nebula) รวมตัวกันเป็นดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ทั้งหลาย พื้นผิวของโลกในยุคแรกร้อนมากมีสถานะเป็นของเหลว บรรยากาศหนาแน่นไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และไอน้ำที่ปล่อยออกจากปล่องภูเขาไฟ

- 4,200 ล้านปีก่อน เปลือกโลกเย็นตัวลงและเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง ไอน้ำในบรรยากาศควบแน่นเป็นฝนและละลายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ลงสู่พื้นผิว

- 4,000 ล้านปีก่อน กำเนิดโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต (RNA)

- 3,800 ล้านปีก่อน หินตะกอนที่เก่าแก่ที่สุดในโลกอยู่ที่เกาะกรีนแลนด์

- 3,500 ล้านปีก่อน กำเนิดเซลล์โพรคารีโอต (Prokaryotic cell) ไม่มีนิวเคลียส

- 3,400 ล้านปีก่อน น้ำฝนที่ตกขังบนแอ่งที่ราบไหลรวมตัวกันกลายเป็นทะเล สิ่งมีชีวิตเช่น แบคทีเรียสีเขียว (Cyanobacteria) และสโตรมาโทไลต์ (Stromatolites) สร้างคลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) ตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศมาสร้างอาหารด้วยการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) แล้วปล่อยแก๊สออกซิเจนขึ้นสู่บรรยากาศ

- 2,600 ล้านปี ปริมาณน้ำในมหาสมุทรเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 90 เมื่อเทียบกับปัจจุบัน

บรมยุคโพรเทอโรโซอิก (Proterozoic eon)

คือช่วงเวลาตั้งแต่ 2,500 - 545 ล้านปีก่อน โลกเย็นตัวลงจนมียุคน้ำแข็งเกิดขึ้นสลับกันไปทุกๆ หลายร้อยล้านปี เปลือกโลกมีการผุพังและสึกกร่อนจนเกิดตะกอน ทำให้ชายฝั่งทะเลตื้นเขิน สิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรแพร่พันธุ์ทวีปริมาณเพิ่มขึ้นจนต้องวิวัฒนาการขึ้นมาอยู่บนบก

- 2,500 ล้านปีก่อน เกิดเซลล์ยูคารีโอต (Eukaryotic cells) ซึ่งมีนิวเคลียสและโครงสร้างซับซ้อน

- 2,000 ล้านปีก่อน แก๊สออกซิเจนที่ปล่อยจากสิ่งมีชีวิตลอยตัวขึ้นสู่บรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ และดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเล็ต แปรสภาพเป็นแก๊สโอโซน

- 1,800 ล้านปีก่อน เกิดการแบ่งเพศของสิ่งมีชีวิต

- 1,400 ล้านปีก่อน เกิดสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์

- 1,000 ล้านปีก่อน ปริมาณแก๊สออกซิเจนเท่ากับร้อยละ 18 ของปัจจุบัน โอโซนในชั้นสโตสเฟียร์ห่อหุ้มโลก ทำให้สิ่งมีชีวิตเริ่มอพยพขึ้นมาอยู่บนบกได้อย่างปลอดภัย

บรมยุคฟาเนอโรโซอิก (Phanerozoic eon)

นับตั้งแต่ 545 ล้านปีก่อนจนถึงปัจจุบัน เป็นช่วงเวลาที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ทั้งในมหาสมุทรและบนแผ่นดิน บรมยุคฟาเนอโรโซอิกแบ่งย่อยออกเป็น 3 มหายุค (Era) ดังนี้

- พาเลโอโซอิก (Palaeozoic era) คือช่วง 545 – 245 ล้านปีก่อน เป็นมหายุคเริ่มต้นของสิ่งมีชีวิตทั้งในมหาสมุทรและบนบก

- เมโสโซอิก (Mesozoic era) คือช่วง 245 – 65 ล้านปีก่อน เป็นมหายุคของสัตว์เลื้อยคลานจำพวกไดโนเสาร์

- เซโนโซอิก (Cenozoic era) คือช่วง 65 ล้านปีก่อนจนถึงปัจจุบัน เป็นมหายุคของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ยุคของสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์

แม้ว่านักธรณีวิทยาจะแบ่งเวลาในอดีตของโลกออกเป็น 3 บรมยุค แต่ในบรมยุคอาร์คีโอโซอิกและโพรเทอโรโซอิกมีแต่สิ่งมีชีวิตชั้นต่ำขนาดเล็ก และไม่มีหลักฐานฟอสซิลปรากฏมากนัก เนื่องจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน (Plate Tectonics) ทำให้เกิดวัฏจักรการสร้างและทำลายแผ่นเปลือกโลก หินบนโลกส่วนใหญ่จึงมีอายุไม่เกิน 500 ล้านปี นักธรณีวิทยาจึงเรียกช่วงเวลาของสองบรมยุคนี้ว่า พรีแคมเบียน (Precambian period) ซึ่งหมายถึง ช่วงเวลาก่อนที่จะถึงยุคแคมเบียน (Cambian) และแบ่งช่วงเวลาของบรมยุคฟาเนอโรโซอิกออกเป็น 3 มหายุค ซึ่งแบ่งย่อยเป็น 11 ยุค โดยพิจารณาจากประเภทของฟอสซิลซึ่งแตกต่างกันอย่างชัดเจน ดังข้อมูลในตาราง

พรีแคมเบียน (Precambrian)

เป็นช่วงเวลานับตั้งแต่โลกถือกำเนิดขึ้นมาจนถึง 545 ล้านปีก่อน ในบรมยุคอาร์คีโอโซอิกและโพรเทอโรโซอิกซึ่งปรากฏฟอสซิลให้เห็นน้อยมาก หินตะกอนที่เก่าแก่ที่สุดพบที่กรีนแลนด์มีอายุ 3,800 พันล้านปี ฟอสซิลที่ดึกดำบรรพ์ที่สุดคือ แบคทีเรียโบราณอายุ 3.5 พันล้านปี

แคมเบรียน (Cambrian)

เป็นยุคแรกของมหายุคพาเลโอโซอิก (Paleozoic) ในช่วง 545 – 490 ล้านปีก่อน เกิดทวีปใหญ่รวมตัวกันทางขั้วโลกใต้ เป็นยุคของแบคทีเรียและสาหร่ายสีเขียว บนพื้นดินยังว่างเปล่า สัตว์มีกระดองอาศัยอยู่ในทะเล ได้แก่ ไทร์โลไบต์ หอยสองฝา ฟองน้ำ และหอยทาก พืชส่วนใหญ่เป็นสาหร่ายทะเล เป็นต้น

ออร์โดวิเชียน (Ordovician)

อยู่ในช่วง 490 – 443 ล้านปีก่อน ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สโตรมาโทไลต์ลดน้อยลง เกิดประการัง ไบรโอซัว และปลาหมึก สัตว์ทะเลแพร่พันธุ์ขึ้นสู่บริเวณน้ำตื้น เกิดสัตว์มีกระดูกสันหลังขึ้นเป็นครั้งแรกคือ ปลาไม่มีขากรรไกร เกิดสปอร์ของพืชบกขึ้นครั้งแรก

ไซลูเรียน (Silurian)

อยู่ในช่วง 443 – 417 ล้านปีก่อน เกิดสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกซึ่งใช้พลังงานเคมีจากภูเขาไฟใต้ทะเล (Hydrothermal) เป็นธาตุอาหาร เกิดปลามีขากรรไกรและสัตว์บกขึ้นเป็นครั้งแรก บนบกมีพืชที่ขยายพันธุ์ด้วยสปอร์

ดีโวเนียน (Devonian)

อยู่ในช่วง 417 – 354 ล้านปีก่อน อเมริกาเหนือ กรีนแลนด์ สก็อตแลนด์ รวมตัวกับยุโรป เป็นยุคของปลาดึกดำบรรพ์ ปลามีเหงือกแพร่พันธุ์เป็นจำนวนมาก เกิดปลามีกระดอง ปลาฉลาม หอยฝาเดียว (Ammonite) และแมลงขึ้นเป็นครั้งแรก บนบกเริ่มมีพืชที่ขยายพันธุ์ด้วยเมล็ดและมีป่าเกิดขึ้น

คาร์บอนิเฟอรัส (Carboniferous)

อยู่ในช่วง 354 – 295 ล้านปีก่อน เป็นยุคของป่าเฟินขนาดยักษ์ปกคลุมห้วย หนอง คลองบึง ซึ่งกลายเป็นแหล่งน้ำมันดิบที่สำคัญในปัจจุบัน มีการแพร่พันธุ์ของแมลง และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ เริ่มมีวิวัฒนาการของสัตว์เลื้อยคลาน กำเนิดไม้ตระกูลสน

เพอร์เมียน (Permian)

เป็นยุคสุดท้ายของมหายุคพาเลโอโซอิก ในช่วง 295 – 248 ล้านปีก่อน เปลือกโลกทวีปรวมตัวกันเป็นทวีปขนาดใหญ่ชื่อ "พันเจีย" (Pangaea) ในทะเลมีแนวประการังและไบโอซัวร์ บนบกเกิดการแพร่พันธุ์ของสัตว์เลื้อยคลานที่มีลักษณะคล้ายสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในปลายยุคเพอร์เมียนได้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ (Mass extinction) สิ่งมีชีวิตทั้งบนบกและในทะเลหายไป
ร้อยละ 96 ของสปีชีส์ นับเป็นการปิดมหายุคพาเลโอโซอิก

ไทรแอสสิก (Triassic)

เป็นยุคแรกของมหายุคเมโสโซอิก ในช่วง 248 – 205 ล้านปีก่อน เป็นการเริ่มต้นของสัตว์พวกใหม่ๆ สัตว์เลื้อยคลานที่มีลักษณะคล้ายสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ถูกแทนที่ด้วยสัตว์ที่เป็นต้นตระกูลไดโนเสาร์ ผืนแผ่นดินไม่อุดมสมบูรณ์ต่อการเจริญเติบโตของพืช พืชพรรณส่วนใหญ่จึงเต็มไปด้วยสน ปรง และเฟิร์น

จูแรสสิก (Jurassic)

เป็นยุคกลางของมหายุคเมโสโซอิก ในช่วง 205 – 144 ล้านปีก่อน เป็นยุคที่ไดโนเสาร์ครองโลก ไดโนเสาร์บินได้เริ่มพัฒนาเป็นสัตว์ปีกจำพวกนก ไม้ในป่ายังเป็นพืชไร้ดอก หอยแอมโมไนต์พัฒนาแพร่หลายและวิวัฒนาการไปเป็นสัตว์จำพวกปลาหมึก

เครเทเชียส (Cretaceous)

เป็นยุคสุดท้ายของมหายุคเมโสโซอิก ในช่วง 144 – 65 ล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นใหม่ ได้แก่ งู นก และพืชมีดอก ไดโนเสาร์วิวัฒนาการให้มีนอ ครีบหลัง และผิวหนังหนาสำหรับป้องกันตัว ในปลายคาบครีเทเชียสได้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ไปหมดสิ้น สิ่งมีชีวิตอื่นสูญพันธุ์ไปประมาณร้อยละ 70 ของสปีชีส์ สันนิษฐานว่า ดาวหางพุ่งชนโลกที่คาบสมุทรยูคาทานในอ่าวเม็กซิโก เหตุการณ์นี้เรียกว่า "K-T Boundary" ซึ่งหมายถึงรอยต่อระหว่างยุคเครเทเชียสและยุคเทอเชียร์

เทอเชียรี (Tertiary)

เป็นยุคแรกของมหายุคเซโนโซอิก อยู่ในช่วง 65 - 1.8 ล้านปีก่อน แผ่นธรณีอเมริกาเคลื่อนเข้าหากัน แผ่นธรณีอินเดียเคลื่อนที่เข้าหาแผ่นธรณีเอเซียทำให้เกิดเทือกเขาหิมาลัยและที่ราบสูงทิเบต ยุคเทอเชียรีแบ่งออกเป็น 2 สมัยคือ พาลีโอจีนและนีโอจีน

1.พาลีโอจีน (Paleogene) เป็นสมัยแรกของยุคเซโนโซอิก อยู่ในช่วง 65 – 24 ล้านปีก่อน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแพร่พันธุ์แทนที่ไดโนเสาร์ มีทั้งพวกกินพืชและกินเนื้อ บนบกเต็มไปด้วยป่าและทุ่งหญ้า ในทะเลมีปลาวาฬ

2.นีโอจีน (Neogene) อยู่ในช่วง 24 – 1.8 ล้านปีก่อน เป็นช่วงเวลาของสัตว์รุ่นใหม่ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของสัตว์ในปัจจุบัน รวมทั้งลิงยืนสองขาซึ่งเป็นบรรพบุรุษของมนุษย์ (Homo erectus)

ควอเทอนารี (Quaternary)

เป็นยุคสุดท้ายของยุคโซโนโซอิก อยู่ในช่วง 1.8 ล้านปีก่อน จนถึงปัจจุบัน แบ่งออกเป็น 2 สมัยคือ ไพลส์โตซีนและโฮโลซีน
- ไพลส์โตซีน (Pleistocene) อยู่ในช่วง 1.8 ล้านปี – 1 หมื่นปี เกิดยุคน้ำแข็ง ร้อยละ 30 ของซีกโลกเหนือปกคลุมด้วยน้ำแข็ง ทำให้ไซบีเรียและอลาสกาเชื่อมต่อกัน มีเสือเขี้ยวโค้ง ช้างแมมมอท และหมีถ้ำ บรรพบุรุษของมนุษย์ได้อุบัติขึ้นในสายพันธุ์โฮโมเซเปียนส์ (Homo sapiens) เมื่อประมาณสองแสนปีที่แล้ว
- โฮโลซีน (Holocene) นับตั้งแต่สิ้นสุดยุคน้ำแข็งเมื่อ 1 หมื่นปีที่แล้วจนถึงปัจจุบัน เป็นสมัยที่มนุษย์รู้จักการทำเกษตรกรรม เลี้ยงสัตว์ และอุตสาหกรรม ป่าในยุโรปถูกทำลายหมดสิ้น ป่าฝนเขตร้อนกำลังจะหมดไป