Dall'emergere della vita alle estinzioni di massa, la Terra ha attraversato incredibili cambiamenti nei suoi 4,6 miliardi di anni. Con così tanta storia, come possono i ricercatori tenere traccia di ciò che è accaduto quando?
Il sistema su cui molti scienziati si sono basati è la scala temporale geologica internazionale (illustrata qui nella Carta cronostratigrafica internazionale), che divide il tempo geologico in cinque unità. Dal più lungo al più breve e preciso, quelle unità sono eoni, epoche, epoche, periodi ed epoche.
Le varie fasi del tempo geologico sono "definite da cambiamenti visibili nella documentazione fossile", secondo Jacquelyn Gill, professore associato di paleoecologia ed ecologia vegetale all'Università del Maine. I fossili sono uno strumento utile in questo lavoro di datazione per alcuni motivi. Per uno, la vita è stata probabilmente in giro per circa il 90% dell'esistenza della Terra, quindi la storia della Terra è parallela alla storia della vita. I fossili sono anche utili perché i cambiamenti nella documentazione fossile riflettono i cambiamenti nell'ecologia, cioè le relazioni tra gli esseri viventi e il loro ambiente. Questi cambiamenti nell'ecologia terrestre tendono a riflettere i principali eventi della storia del pianeta, ha affermato Gill.
Un momento importante nel tempo geologico è stato il passaggio dall'era mesozoica a quella cenozoica circa 65 milioni di anni fa. Il cambiamento è stato spinto dall'impatto dell'asteroide che alla fine ha ucciso i dinosauri non aviani.
"È stato un brutto pomeriggio che ha richiesto del tempo per giocare completamente", ha detto Gill a Live Science. Gli effetti di quella brutta giornata si sono increspati nelle decine di milioni di anni da allora. Ha inaugurato la nostra era attuale e ha permesso ai mammiferi e alle piante da fiore di prosperare.
"Se viaggi nel tempo, è allora che sapresti che eri sul pianeta Terra", ha detto Gill della prima era del Cenozoico, "almeno fino a quando non passò uno strano mammifero."
Ma non devi mettere le mani su una macchina del tempo per apprezzare l'entità del cambiamento tra il mesozoico e il cenozoico. Uno studio attento di uno strato di roccia può essere sufficiente per aiutare un ricercatore a capire la sua età. Ad esempio, l'impatto accreditato con la fine dell'era mesozoica e l'inizio dell'era cenozoica è contrassegnato da uno strato contenente livelli insolitamente alti di iridio, che è molto più comune nelle meteore che nella crosta terrestre.
Anche altri cambiamenti nei rapporti minerali ed elementi possono offrire prove della tumultuosa storia della Terra. Ad esempio, poco più di 5 milioni di anni fa, l'attività tettonica ha chiuso lo stretto di Gibilterra, causando alla fine la contrazione del Mar Mediterraneo e il suo contenuto di minerali a picco. Questo evento si verificò durante l'epoca messinica e segnò la fine dell'epoca miocenica e l'inizio dell'epoca pliocenica, circa 5,3 milioni di anni fa.
"I depositi di sale e gesso sono ora osservabili in molti dei paesi che circondano il Mediterraneo e sono ora esposti come rocce sopra il moderno livello del mare", a causa dell'attività tettonica nei milioni di anni da quando è accaduto per l'ultima volta, secondo Karl Wegmann, professore associato di geologia alla North Carolina State University.
I recenti progressi nella geocronologia, o datazione rock, consentono ai geologi di misurare il decadimento radioattivo e "assegnare età assolute molto precise agli eventi geologici", ha detto Wegmann a Live Science via e-mail. Per fare questo, i geocronologi calcolano l'età delle rocce confrontando le proporzioni di alcuni isotopi o elementi che hanno un numero diverso di neutroni nei loro nuclei rispetto al normale. Tutti questi approcci si incastrano come un puzzle per dare ai ricercatori un linguaggio comune per discutere del passato remoto.
La scala temporale geologica è uno strumento scientifico, ma è anche un artefatto della storia. Misurare oggettivamente proprietà come il decadimento radioattivo può dire ai ricercatori quando si sono formati strati di roccia, ma spetta agli scienziati, che spesso si stanno basando sul lavoro dei loro predecessori, decidere come tagliare e tagliare i dati in intervalli di tempo geologici. Una delle domande più controverse nella cronostratigrafia è come definire il nostro tempo.
"L'olocene è una specie di epoca arbitraria", ha detto Gill. L'epoca dell'Olocene iniziò circa 12.000 anni fa, quando la Terra iniziò a riscaldarsi dopo l'ultima era glaciale. Ma secondo Gill, la fine di quell'era glaciale, sebbene coincidesse con la transizione verso una nuova epoca, non ha una maggiore importanza geologica rispetto alla fine dell'era glaciale precedente.
Ancora oggi, gli scienziati stanno ancora nominando nuove finestre temporali, inclusa l'età chibaniana, che prende il nome da una prefettura giapponese in cui è stato trovato il sedimento che definisce l'età. Molti scienziati e altri affermano che il recente effetto umano sul pianeta merita la dichiarazione di una nuova era, l'Antropocene, mentre altri studiosi affermano che il Capitalocene trasmette in modo più accurato i sistemi sociali che hanno influenzato così tanto il pianeta dalla Rivoluzione industriale.
Nota del redattore: questa storia è stata aggiornata per correggere il titolo di Karl Wegmann. È professore associato presso la North Carolina State University, non la University of North Carolina.
