地质时间的跨度

地质年代表是按时间序列对整个地球历史的总体概括（图1）。它明确了当前人类对地球历史各阶段所公认的时间等级单位，从长时间跨度的宙(Eons)到较短时间跨度的代(Eras)、纪(Periods)和世(Epoches)。人们现在认为:早期地球是被火星大小的天体撞击后形成的，地球年龄大约为46亿年；而月球却相对年轻3千万年。

地质年代有两种重要表示方法:相对年代（地质事件的先后次序）和绝对年代（地质事件的实际年代）。在图1所示的地质年代表中，标注了地球史上发生的6次生物大灭绝，但这只是地球生命史上的阶段性枯竭，并非全部灭绝，其时间跨度从距今4.4亿年前至现代文明中正在发生的事件。

 

 

图1地质年代表

注：地球生命史中的6次大灭绝(衰竭)，表中以红色字体表示；当前正处于第6次大灭绝过程中。左图中，前寒武纪占整个地质时期的88.3%，年代单位以百万年计。第三纪包含古近纪、新近纪。

 

相对年代是根据岩层的上下相对位置来确定的地质事件次序。确定相对年代的重要基本原则是“地层叠置”，即：如果岩层未受到扰动，那么最年轻的岩石和沉积岩层就会“叠置”在地层最顶部，而最古老的岩层则位于地层的最底部。关于地层序列的研究称作地层学（stratigraphy）。依据相对地质年代，人们把前寒武纪放在地质年代表的底部（开始时期），而全新世(现今)放在顶端。“化石”是指埋藏并镶嵌于地层中的古代动植物遗骸或遗迹，也是确定地层年代的重要线索，因为40亿年以来的岩层中留下了生命的演化印记。

绝对地质年代可通过放射性同位素测定法等科学方法来确定，地质年代通常以“百万年”为单位。通过地层的绝对年龄，科学家可以不断地更新地质年代，完善年代序列，从而提供更准确的相对年代序列，关于地质年代详情，见http://www.ucmp.berkeley.edu/exhibit/geology.html。

地质年代表中，最年轻的年代是指自大陆冰川退缩以来距今最近的11500年，并被赋予“全新世（Holocene）"这一名称。鉴于人类社会对地球系统的影响，人们正在讨论给“人类时代”指定一个新名称，有人提议命名为人类世(Anthropocene)。

然而，这个时代应该从何时算起呢？人们众说纷纭，有人认为应该以18世纪工业革命开始为起点；也有人认为应该是距今5000年前左右，当时的亚洲人已开始灌溉水稻，稻田中产生的甲烷释放到大气中；或许8000年前更恰当，因为当时农作物种植面积已扩长，森林中耕地遍布，而且人类已开始用火来改造自然环境。人类对大气的影响始于文明起源之时。

地球科学的一个指导理论是均变论（uniform-itarianism）。该理论假定：贯穿于整个地质时期的自然活动过程与当今环境中的自然活动过程是相同的；如，若河流现在对河谷造成侵蚀，那么这种侵蚀过程将会持续5亿年。“现在是过去的一把钥匙”就是对这一原则的阐述。均变论从火山喷发、地震情景记录、外营力过程以及相关探索中都得到了证据支持。这一概念最早是由詹姆斯•赫顿（JamesHutton）在他的《地球理论（1795年）》一书中提出来的；之后，查尔斯•莱尔（CharlesLyell）又在《地质学原理（1830年）》中进行了扩展。

均变论理论通过大规模的滑坡、地震、火山爆发、地外小行星撞击和时而重现的山脉建造等大灾难事件来确定地质年代。在距今最近的一次大冰期后期，广泛发生的超级大洪水就是因为冰塞湖的冰坝被冲毁而造成的，如冰川湖密苏拉湖（LakeMissoula）就在广大地区留下了证据。就地貌景观缓慢均匀的演化过程而言，这些区域性灾难事件仅仅是小干扰。生命科学和古生物学研究中的均衡间断论概念（事件被中断，系统跳跃到一个新的水平阶段），可能会在探索地球的长远发展史中得到应用。

我们现在向地球深处进发，因为地球的结构和内部能量是认识地球表面的关键。