جيولوجية حقبة الحياة القديمة

ماذا يتضمن الزمن الجيولوجي؟

الوقت الجيولوجي هو الفترة الزمنية الممتدة التي يشغلها التاريخ الجيولوجي للأرض، يبدأ الوقت الجيولوجي الرسمي في بداية (Archean Eon)؛ أي منذ 4.0 مليار إلى 2.5 مليار سنة ويستمر حتى يومنا هذا، تتضمن المقاييس الزمنية الجيولوجية الحديثة أيضاً عصر هاديان، وهو فترة زمنية غير رسمية تمتد من حوالي 4.6 مليار سنة مضت (يتوافق مع التكوين الأولي للأرض) إلى 4.0 مليار سنة مضت، والوقت الجيولوجي هو في الواقع ذلك الجزء من تاريخ الأرض الذي يتم تمثيله وتسجيله في طبقات الصخور على الكوكب.

وتم تعريف مقياس الوقت الجيولوجي على أنه التقويم للأحداث خلال تاريخ الأرض، ومبدأ عمل المقياس الجيولوجي هو تقسيم الوقت إلى وحدات معينة من الزمن المجرد تدعى (مرتبة تنازلياً حسب المدة) الدهور والعصور والفترات والعهود بالإضافة إلى الأعمار، إن تعداد تلك الوحدات الزمنية الجيولوجية يستند إلى الطبقات الصخرية، وهي ارتباط وتصنيف طبقات الصخور.

ومع ذلك فإن الأحافير التي يعثر عليها الصخور توفر الطريقة الرئيسية لإنشاء مقياس زمني جيولوجي، مع توقيت بروز واختفاء الأنواع المنتشرة بشكل كبير من السجل الأحفوري الذي يتم استعماله لتحديد بدايات ونهايات العصور والعهود، إن أحد أكثر المخططات القياسية استعمالاً والذي يشرح العلاقات بين الفترات الزمنية المختلفة للوقت الجيولوجي هو مخطط روكنوستراتيغرافيك الدولي، وهذا المخطط تحتفظ به اللجنة الدولية لطبقات الأرض (ICS).

ما هي حقبة الحياة القديمة؟

هو العصر الباليوزويك، أو كما تم تهجئة حقبة الحياة القديمة، وهي فترة زمنية جيولوجية كبيرة بدأت قبل 541 مليون سنة مع الانفجار الكمبري، وهو عبارة عن تنوع غير عادي للحيوانات البحرية، وانتهى منذ حوالي 252 مليون سنة بانقراض نهاية العصر البرمي وهذا أكبر حدث انقراض في تاريخ الأرض، إن التقسيمات الرئيسية لعصر الباليوزويك من الأقدم إلى الأصغر هي: الكمبري منذ 541 مليون إلى 485.4 مليون سنة مضت، أوردوفيشي منذ 485.4 مليون إلى 443.8 مليون سنة مضت، سيلوريان منذ 443.8 مليون إلى 419.2 مليون سنة مضت، الديفوني منذ 419.2 مليون إلى 358.9 مليون سنة، (Carboniferous) منذ 358.9 مليون إلى 298.9 مليون سنة، (parmian) ابتدأ منذ 298.9 مليون إلى 252.2 مليون سنة مضت، يأخذ اسم الباليوزويك اسمه من الكلمة اليونانية للحياة القديمة.

الحياة القديمة:

قصة أقدم حيوانات حقب الحياة القديمة هي قصة الحياة في البحر، حيث يُفترض وجود فطريات بسيطة وأشكال مرتبطة بها في بيئات المياه العذبة، لكن سجل الحفريات لا يقدم أي دليل على أنماط الحياة هذه، كانت البيئة الأرضية في أوائل حقب الحياة القديمة قاحلة من أبسط أشكال الحياة.

كان الانفجار الكمبري زيادة حادة ومفاجئة في معدل التطور، ومنذ حوالي 541 مليون سنة في بداية العصر الكمبري، نتج عن التنويع المكثف أكثر من 35 شعبة حيوانية جديدة، ومع ذلك تظهر الاكتشافات الجديدة أن الانفجار قد بدأ منذ ما يقرب من 575 مليون سنة، وكان بالقرب من نهاية عصر البروتيروزويك (2.5 مليار إلى 541 مليون سنة)، مع حيوانات إدياكارا.

تنوعت الكائنات الحية بسرعة خلال الفترتين الكمبري والأوردوفيشي، حيث تكيفت أشكال الحياة مع جميع البيئات البحرية تقريباً، وفي عدد من الأنواع البحرية الموصوفة، تهيمن أحافير ثلاثية الفصوص على الصخور الكمبري، بينما تسود ذراعي الأرجل (قذائف المصباح) في طبقات من العصر الأوردوفيشي خلال العصر البرمي.

تكيفت عدة أنواع مختلفة من الكائنات الحية بشكل مستقل مع الحياة على الأرض، وخاصة خلال العصر الباليوزوي الأوسط، تم إنشاء كل من النباتات الوعائية الخالية من الأوراق (psilophytes) والحيوانات اللافقارية مثل: المفصليات التي تشبه حريش على الأرض على الأقل بحلول زمن (Silurian)، كما قامت الحيوانات الفقارية بالانتقال إلى اليابسة عبر تطور البرمائيات من الأسماك المتقاطعة التي تتنفس الهواء خلال العصر الديفوني.

وأصبح المزيد من الاستيلاء على الأرض ممكناً خلال فترة العصر الكربوني، عندما طورت النباتات والحيوانات حلولاً للتغلب على اعتمادها على البيئات الرطبة للتكاثر، وهذه الحلول هي: تم استبدال الأبواغ المنقولة بالماء ببذور في نباتات من أصل نبات السرخس، وتم استبدال البيض عديم القشرة ببيض السلى مع أصداف واقية في الحيوانات من أصل الزواحف، ومن المهم معرفة أنه تم تحقيق الطيران لأول مرة أيضاً خلال العصر الكربوني، حيث طورت الحشرات أجنحة.

كان انقراض العصر البرمي، في نهاية حقبة الباليوزويك، وتسبب بأنه قضى على مجموعات اللافقاريات الرئيسية مثل الأريمة (مجموعة منقرضة من شوكيات الجلد المرتبطة بنجم البحر الحديث وزنابق البحر) والفوسولينيدات وثلاثيات الفصوص، أما المجموعات الرئيسية الأخرى، والتي تضمنت (ammonoids وbrachiopods وbryozoans) وحيوانات الطحالب والشعاب المرجانية والكرنويدات (شوكيات الجلد الشبيهة بالكوب مع خمسة أو أكثر من أذرع الريش)، تم تدميرها بشدة ولكنها تمكنت من البقاء على قيد الحياة.

غير ذلك تشير التقديرات إلى أن ما يصل إلى 95 في المائة من أنواع اللافقاريات البحرية قد هلك خلال أواخر العصر البرمي، وكانت معدلات الانقراض أقل بكثير بين الفقاريات المائية والبرية وبين النباتات، لا تزال أسباب هذا الانقراض غير واضحة، ولكنها قد تكون مرتبطة بتغير المناخ وانخفاض مستويات سطح البحر بشكل استثنائي في ذلك الوقت، وعلى الرغم من صغر حجمها، فقد حدثت انقراضات جماعية مهمة أخرى في حقب الحياة القديمة في نهاية العصر الأوردوفيشي وخلال العصر الديفوني المتأخر.

جيولوجية حقبة الجياة القديمة:

على المستوى العالمي، كانت حقبة الحياة القديمة وقت التجمع القاري، حيث تم تجميع غالبية كتل اليابسة الكمبري معاً من أجل تشكيل (Gondwana)، وهي عبارة عن قارة عملاقة تتكون من القارات الحالية لأفريقيا وأمريكا الجنوبية وأستراليا وأنتاركتيكا وشبه القارة الهندية، امتدت من المناطق الاستوائية الشمالية إلى المناطق القطبية الجنوبية، وباستثناء ثلاثة كراتون رئيسية (كتل أرضية تشكل الأجزاء الداخلية المستقرة للقارات)، ليست جزءاً من التكوين الأولي لجندوانا، تمت تغطية ما تبقى من الأرض بواسطة المحيط البانتالاسي العالمي.

(Laurentia) وهي عبارة عن كراتون تتكون بشكل أساسي من أمريكا الشمالية وجرينلاند الحالية، وقد تم تدويرها 90 درجة في اتجاه عقارب الساعة من اتجاهها الحالي وجلس منفرجاً على الحفرة القديمة خلال العصر الكمبري، ثم تم فصل (Laurentia) عن (Gondwana) عن طريق محيط (Iapetus)، كما تم وضع البلطيق (craton) الأصغر داخل محيط (Iapetus)، ويقع جنوب (Laurentia) وقبالة الحافة الشمالية من (Gondwana). قديماً كانت البلطيق مكونة من الكثير من الدول الاسكندنافية وأوروبا الغربية، وإلى الشرق من (Laurentia)، تم وضع (craton) السيبيري إلى الجنوب مباشرة من (paleoequator) بين (Laurentia) والساحل الغربي لـ (Gondwana)، حتى أواخر العصر الكربوني، كانت سيبيريا تدور 180 درجة من اتجاهها الحالي.

بينما تم وضع جزء من جندوانا في أو بالقرب من القطب الجنوبي، فإنه لا يوجد دليل على حدوث التجلد خلال العصر الكمبري، في حين لا يُعرف الكثير عن التفاصيل الدقيقة للمناخ الكمبري، لكن الأدلة الجيولوجية توضح أن هوامش جميع القارات قد غمرتها البحار الضحلة، وفي الصخر الذي تشكل داخل هذه البحار الضحلة، قد حدث أكبر انفجار للحياة تم تسجيله على الإطلاق، ومع حلول الوقت الأوردوفيشي، بدأ جزء من جوندوانا بالتحرك فوق القطب الجنوبي، ثم تم استخدام توزيع الرواسب الجليدية الواسعة التي تشكلت لاحقاً في العصر الباليوزويك من أجل تتبع حركة أجزاء من جندوانا فوق القطب الجنوبي وحوله.

انتقلت سيبيريا وبلطيق ولورينتيا أيضاً إلى مواقع جديدة خلال حقبة الباليوزويك (حقبة الحياة القديمة)، وقد كانت سيبيريا (وهي الجزء الآسيوي الكبير من روسيا الحالية)، قارة منفصلة خلال حقبة الحياة القديمة المبكرة وحقبة الحياة المتوسطة، وذلك عندما انتقلت من خطوط العرض الاستوائية إلى خطوط العرض الشمالية المعتدلة، تحركت البلطيق عبر (paleoequator) من خطوط العرض الجنوبية الباردة المعتدلة إلى خطوط العرض الشمالية الدافئة خلال حقبة الحياة القديمة.

ثم اصطدمت البلطيق مع (Laurentia) وانضمت إليها خلال أوائل العصر الديفوني، كما نشأت بدايات مناطق جبلية مثل جبال الأبالاتشي وكاليدونيدس والأورال عن اصطدام حقب الحياة القديمة لألواح الغلاف الصخري، ومع حلول نهاية حقبة الحياة القديمة، أجبرت حركات الصفائح التكتونية المستمرة هذه الهراوات معاً لتشكيل القارة العملاقة بانجيا، وغمرت المياه الضحلة مناطق كبيرة من جميع القارات بشكل عرضي، مع حدوث أكبر فيضانات خلال فترات (Ordovician و Carboniferous) المبكرة (Mississippian).

تنتشر الصخور القديمة على نطاق واسع في جميع القارات، كما أن معظمها من أصل رسوبي، والعديد منها يظهر أدلة على ترسب في المحيطات الضحلة أو بالقرب منها، ومن بين الحفريات الإرشادية الأكثر فائدة للارتباط هي ثلاثية الفصوص أي المفصليات البحرية المميزة ثلاثية الفصوص، لطبقات الكمبري عبر الأوردوفيشي و(Graptolites) وهي حيوانات العوالق الاستعمارية الصغيرة للصخور المؤرخة من (Ordovician) خلال العصر (Silurian conodonts).

وأيضاً الحبليات البدائية مع بقايا أحفورية على شكل أسنان للأوردوفيشي إلى الصخور البرمية، الأمونويد (وهي الرخويات المنقرضة الموزعة على نطاق واسع والتي تشبه نوتيلوس اللؤلؤي الحديث)، وبالنسبة للطبقات الديفونية خلال العصر الطباشيري و(fusulinids)، وهي كائنات أحادية الخلية شبيهة بالأميبا ذات أصداف معقدة للصخور التي يرجع تاريخها إلى العصر الكربوني خلال العصر البرمي.