DYNAMICKÁ ZEMĚ
DYNAMICKÁ ZEMĚ
Planeta Země zaujímá ve sluneční soustavě jedinečné místo. Obíhá po ustálené oběžné dráze ani příliš blízko, ani příliš daleko od Slunce, což vytváří podmínky vhodné pro vznik a vývoj života. Během 4 560 milionů let existence Země ji pozoruhodná kombinace událostí a dějů proměnila na modrou planetu. Na rozdíl od jiných planet totiž většinu zemského
povrchu zabírají rozlehlé a někdy proměnlivé oceánské pánve naplněné vodou, což zabarvuje Zemi do modra. Z oceánů vyčnívají rozlohou velice rozdílné pevninské masy kontinentů a ostrovů, jejichž tvářnost se v průběhu geologických věků rovněž měnila. Oceány celé miliardy let hostily bohatý organický život. Ten se vyvíjel
a diferencoval, až se rozšířil na pevninu i do ovzduší. Téměř veškerý život závisí na sluneční energii – a na ochraně před škodlivým zářením, což zajišťuje plynová atmosféra. OD LESA K POUŠTI
Tropickým sluncem rozpalovaná Sahara je dnes jednou z nejméně pohostinných oblastí na zeměkouli. Podnebí Země je však proměnlivé: zkameněliny i skalní kresby dokazují, že asi před 6 000 lety se tady dařilo i lesům a různé zvěři pronásledované kočovnými lovci.
9
DYNAMICKÁ ZEMĚ
DYNAMICKÁ ZEMĚ
Planeta Země zaujímá ve sluneční soustavě jedinečné místo. Obíhá po ustálené oběžné dráze ani příliš blízko, ani příliš daleko od Slunce, což vytváří podmínky vhodné pro vznik a vývoj života. Během 4 560 milionů let existence Země ji pozoruhodná kombinace událostí a dějů proměnila na modrou planetu. Na rozdíl od jiných planet totiž většinu zemského
povrchu zabírají rozlehlé a někdy proměnlivé oceánské pánve naplněné vodou, což zabarvuje Zemi do modra. Z oceánů vyčnívají rozlohou velice rozdílné pevninské masy kontinentů a ostrovů, jejichž tvářnost se v průběhu geologických věků rovněž měnila. Oceány celé miliardy let hostily bohatý organický život. Ten se vyvíjel
a diferencoval, až se rozšířil na pevninu i do ovzduší. Téměř veškerý život závisí na sluneční energii – a na ochraně před škodlivým zářením, což zajišťuje plynová atmosféra. OD LESA K POUŠTI
Tropickým sluncem rozpalovaná Sahara je dnes jednou z nejméně pohostinných oblastí na zeměkouli. Podnebí Země je však proměnlivé: zkameněliny i skalní kresby dokazují, že asi před 6 000 lety se tady dařilo i lesům a různé zvěři pronásledované kočovnými lovci.
9
10
DYNAMICKÁ ZEMĚ
Trvale dynamické vztahy mezi veškerým děním na Zemi umožňují, aby se životu dařilo na většině povrchu naší planety. Při pohledu z kosmu vidíme souš oživenou zelenající se vegetací, ale také velké plochy vyprahlých skal a písčin zbarvené do žlutohněda. Jinde se bělají oblasti stále pokryté ledem a sněhem, kde se prakticky vůbec nevyskytuje rostlinstvo a život se potýká s obtížemi. Pevný i vodou pokrytý zemský povrch halí plynový obal nazývaný atmosféra. V jejích spodních vrstvách se rychle a vířivě pohybují oblaka vodních par. Dynamické procesy na Zemi se odvíjejí ze dvou hlavních zdrojů – jeden má původ ve Slunci a druhý uvnitř Země. Oba jsou konečnou formou tepelné energie vznikající při radioaktivním rozpadu. Představují mimořádný přínos pro pozemský život a zajistily jeho trvání po celých bezmála pět miliard let. Sluneční energie působí na zemskou atmosféru, ohřívá povrch Země, ovlivňuje podnebí a koloběh vody a rozhodující měrou se podílí na procesech eroze a ukládání sedimentů. Druhý energetický zdroj, žár zemského jádra uvádí do pomalého pohybu horninovou taveninu zemského pláště (vrstva pod zemskou kůrou), která připomíná vřící polévku s vířivými částicemi. To umožňuje magmatu pronikat na povrch mnohem účinněji v porovnání s prostým průnikem tepla pevnou horninou. Proudění taveniny spolu s gravitačními silami vyvolává pohybovou aktivitu tektonických (litosférických) desek zemského povrchu. Relativně křehká zemská kůra složená z horninových vrstev je rozlámána do mozaiky tektonických desek. Předpokládá se, že proudění magmatu v zemském plášti vyvolává pomalé, ale neustálé pohyby desek. VNITŘNÍ SÍLY
Žár zemského nitra se nejnápadněji projevuje výbuchy sopek. Vulkán Kilauea na tichomořském ostrově Hawaii korunuje trhlinu, kterou nahoru stoupá žhavé magma. Natavené horniny zemského pláště se při erupcích derou otvory a puklinami na povrch a v podobě čedičové lávy stékají až do
10
DYNAMICKÁ ZEMĚ
Trvale dynamické vztahy mezi veškerým děním na Zemi umožňují, aby se životu dařilo na většině povrchu naší planety. Při pohledu z kosmu vidíme souš oživenou zelenající se vegetací, ale také velké plochy vyprahlých skal a písčin zbarvené do žlutohněda. Jinde se bělají oblasti stále pokryté ledem a sněhem, kde se prakticky vůbec nevyskytuje rostlinstvo a život se potýká s obtížemi. Pevný i vodou pokrytý zemský povrch halí plynový obal nazývaný atmosféra. V jejích spodních vrstvách se rychle a vířivě pohybují oblaka vodních par. Dynamické procesy na Zemi se odvíjejí ze dvou hlavních zdrojů – jeden má původ ve Slunci a druhý uvnitř Země. Oba jsou konečnou formou tepelné energie vznikající při radioaktivním rozpadu. Představují mimořádný přínos pro pozemský život a zajistily jeho trvání po celých bezmála pět miliard let. Sluneční energie působí na zemskou atmosféru, ohřívá povrch Země, ovlivňuje podnebí a koloběh vody a rozhodující měrou se podílí na procesech eroze a ukládání sedimentů. Druhý energetický zdroj, žár zemského jádra uvádí do pomalého pohybu horninovou taveninu zemského pláště (vrstva pod zemskou kůrou), která připomíná vřící polévku s vířivými částicemi. To umožňuje magmatu pronikat na povrch mnohem účinněji v porovnání s prostým průnikem tepla pevnou horninou. Proudění taveniny spolu s gravitačními silami vyvolává pohybovou aktivitu tektonických (litosférických) desek zemského povrchu. Relativně křehká zemská kůra složená z horninových vrstev je rozlámána do mozaiky tektonických desek. Předpokládá se, že proudění magmatu v zemském plášti vyvolává pomalé, ale neustálé pohyby desek. VNITŘNÍ SÍLY
Žár zemského nitra se nejnápadněji projevuje výbuchy sopek. Vulkán Kilauea na tichomořském ostrově Hawaii korunuje trhlinu, kterou nahoru stoupá žhavé magma. Natavené horniny zemského pláště se při erupcích derou otvory a puklinami na povrch a v podobě čedičové lávy stékají až do
Během geologických epoch se desky mohou navzájem vzdalovat a výlevy obrovských objemů lávy vytvářejí novou oceánskou kůru. Zeměkoule se ovšem nerozpíná, takže vzdalování některých desek se musí vyrovnat jejich přibližováním jinde. Tento proces nazývaný subdukce probíhá tam, kde se okraje chladnějších a hustších oceánských desek střetávají a zanořují zpět do hlubin zemského pláště, což se
děje v místech hlubokomořských příkopů. Deskovou tektonikou se vysvětluje většina zemětřesení a sopečných výbuchů. Oba jevy se soustřeďují podél styčných linií desek. Geodynamické procesy slouží k výkladu vzniku, proměn velikosti a rozložení oceánských pánví i pevninských mas kontinentů a ostrovů. Působí rovněž při utváření výrazných črt zemského
povrchu, jako jsou vysoká pohoří, nížiny či hluboká údolí. Bez geodynamických procesů by vypadal zemský povrch jako na Měsíci: tedy stará a neměnná krajina poznamenaná jen zřídkavým dopadem meteoritů. Meteority z hornin nebo ledu dopadající na Měsíc, Zemi i jiné planety sluneční soustavy mají různou velikost – od prachových částic až po malé planetky. Jejich dopadové krátery
jsou snadno viditelné na Měsíci, ale na zemském povrchu je nepřetržité destrukční procesy činí málo zřetelnými, až posléze zaniknou. Zkameněliny a struktura hornin nasvědčují tomu, že kontinuita vývoje života byla v minulosti několikrát narušena velkými srážkami s meteority. Jeden ze střetů před 65 miliony let vedl k vyhynutí asi 70 % všech živočišných druhů včetně dinosaurů.
Dlouhodobé geologické děje – mnohdy provázené deskovou tektonikou – se zasloužily o vznik surovin, které v procesu vývoje člověka získaly velkou cenu. Patří k nim samozřejmě drahé kovy, rudy kovů a uhlovodíková paliva (ropa a zemní plyn), ale i zdánlivě málo hodnotné suroviny jako písek a štěrk, které moderní společnosti spotřebovávají v obrovských množstvích. Základním
POTRAVINOVÝ ŘETĚZEC JEZERA NATRON
Ekosystémy na Zemi se rozvíjejí ve spletitém komplexu vztahů mezi živým a neživým světem. Například vody jezera Natron v Tanzanii jsou vysoce alkalické, neboť je zásobují prameny vyvěrající v oblasti sopečných hornin. V takové vodě se daří řasám a maličkým korýšům. Jimi se živí plameňáci, které zase loví draví ptáci.
přírodním zdrojem je sladká voda; mnoho lidí ji dříve považovalo za samozřejmost, ale dnes se její rezervy pro významnou část lidstva velice ztenčily.
Během geologických epoch se desky mohou navzájem vzdalovat a výlevy obrovských objemů lávy vytvářejí novou oceánskou kůru. Zeměkoule se ovšem nerozpíná, takže vzdalování některých desek se musí vyrovnat jejich přibližováním jinde. Tento proces nazývaný subdukce probíhá tam, kde se okraje chladnějších a hustších oceánských desek střetávají a zanořují zpět do hlubin zemského pláště, což se
děje v místech hlubokomořských příkopů. Deskovou tektonikou se vysvětluje většina zemětřesení a sopečných výbuchů. Oba jevy se soustřeďují podél styčných linií desek. Geodynamické procesy slouží k výkladu vzniku, proměn velikosti a rozložení oceánských pánví i pevninských mas kontinentů a ostrovů. Působí rovněž při utváření výrazných črt zemského
povrchu, jako jsou vysoká pohoří, nížiny či hluboká údolí. Bez geodynamických procesů by vypadal zemský povrch jako na Měsíci: tedy stará a neměnná krajina poznamenaná jen zřídkavým dopadem meteoritů. Meteority z hornin nebo ledu dopadající na Měsíc, Zemi i jiné planety sluneční soustavy mají různou velikost – od prachových částic až po malé planetky. Jejich dopadové krátery
jsou snadno viditelné na Měsíci, ale na zemském povrchu je nepřetržité destrukční procesy činí málo zřetelnými, až posléze zaniknou. Zkameněliny a struktura hornin nasvědčují tomu, že kontinuita vývoje života byla v minulosti několikrát narušena velkými srážkami s meteority. Jeden ze střetů před 65 miliony let vedl k vyhynutí asi 70 % všech živočišných druhů včetně dinosaurů.
Dlouhodobé geologické děje – mnohdy provázené deskovou tektonikou – se zasloužily o vznik surovin, které v procesu vývoje člověka získaly velkou cenu. Patří k nim samozřejmě drahé kovy, rudy kovů a uhlovodíková paliva (ropa a zemní plyn), ale i zdánlivě málo hodnotné suroviny jako písek a štěrk, které moderní společnosti spotřebovávají v obrovských množstvích. Základním
POTRAVINOVÝ ŘETĚZEC JEZERA NATRON
Ekosystémy na Zemi se rozvíjejí ve spletitém komplexu vztahů mezi živým a neživým světem. Například vody jezera Natron v Tanzanii jsou vysoce alkalické, neboť je zásobují prameny vyvěrající v oblasti sopečných hornin. V takové vodě se daří řasám a maličkým korýšům. Jimi se živí plameňáci, které zase loví draví ptáci.
přírodním zdrojem je sladká voda; mnoho lidí ji dříve považovalo za samozřejmost, ale dnes se její rezervy pro významnou část lidstva velice ztenčily.
14
DYNAMICKÁ ZEMĚ
Pro život je nejdůležitější příjem energie ze Slunce, v jehož paprscích se zemský povrch koupe. Přírodní prostředí Země se mění od věčných ledů polárních končin k horkým vyprahlým pouštím tropů; sahá od temných oceánských hlubin s obrovskými tlaky až po horské štíty, kde je málo kyslíku, ale vysoká úroveň škodlivého ultrafialového záření. Z pohledu pozemšťana se může zdát, že tato extrémní prostředí nepřejí životu. Avšak při porovnání s Měsícem či jinými planetami sluneční soustavy rovněž zahřívanými Sluncem se právě Země těší unikátnímu souboru podmínek. Ty podporují a podněcují vývoj života, jenž – pokud můžeme soudit – je ve sluneční soustavě jedinečný. Během asi čtyř miliard let evoluce vznikla podivuhodně rozmanitá rostlinná a živočišná společenství, která se dobře přizpůsobila převládajícím podmínkám na Zemi a zaujala i stanoviště s extrémními podmínkami. Základní rozdíl mezi mrtvě sterilním Měsícem a životem kypící Zemí spočívá především v existenci zemské atmosféry a hojnosti vody. Měsíc sice absorbuje podobné množství sluneční energie jako Země, ale naše ovzduší s vysokým obsahem oxidu uhličitého mírní teplotu zemského povrchu na průměrných 15 °C v porovnání s 1 °C na Měsíci. Naše hustá a plyny oplývající atmosféra tak umožňuje, aby většina vody na zeměkouli zůstala na jejím povrchu v tekutém stavu. Měsíční atmosféra je naopak mimořádně řídká; mezi kamením na měsíčních pólech se sice nějaká zmrzlá voda vyskytuje, ale to k vývoji života nestačí.
VZROSTLÝ LES
Stromy patří k nejdéle žijícím organismům na Zemi. Tyto prastaré exempláře kalifornských sekvojovců v USA připomínají lesy z období před 100–65 miliony let. Stromy usilují o co nejlepší přístup ke slunečnímu světlu, které prostřednictvím fotosyntézy (tvorby sacharidů z oxidu uhličitého a vody) podporuje jejich růst. Do ovzduší se uvolňuje kyslík, stromová zeleň naopak váže uhlík.
14
DYNAMICKÁ ZEMĚ
Pro život je nejdůležitější příjem energie ze Slunce, v jehož paprscích se zemský povrch koupe. Přírodní prostředí Země se mění od věčných ledů polárních končin k horkým vyprahlým pouštím tropů; sahá od temných oceánských hlubin s obrovskými tlaky až po horské štíty, kde je málo kyslíku, ale vysoká úroveň škodlivého ultrafialového záření. Z pohledu pozemšťana se může zdát, že tato extrémní prostředí nepřejí životu. Avšak při porovnání s Měsícem či jinými planetami sluneční soustavy rovněž zahřívanými Sluncem se právě Země těší unikátnímu souboru podmínek. Ty podporují a podněcují vývoj života, jenž – pokud můžeme soudit – je ve sluneční soustavě jedinečný. Během asi čtyř miliard let evoluce vznikla podivuhodně rozmanitá rostlinná a živočišná společenství, která se dobře přizpůsobila převládajícím podmínkám na Zemi a zaujala i stanoviště s extrémními podmínkami. Základní rozdíl mezi mrtvě sterilním Měsícem a životem kypící Zemí spočívá především v existenci zemské atmosféry a hojnosti vody. Měsíc sice absorbuje podobné množství sluneční energie jako Země, ale naše ovzduší s vysokým obsahem oxidu uhličitého mírní teplotu zemského povrchu na průměrných 15 °C v porovnání s 1 °C na Měsíci. Naše hustá a plyny oplývající atmosféra tak umožňuje, aby většina vody na zeměkouli zůstala na jejím povrchu v tekutém stavu. Měsíční atmosféra je naopak mimořádně řídká; mezi kamením na měsíčních pólech se sice nějaká zmrzlá voda vyskytuje, ale to k vývoji života nestačí.
VZROSTLÝ LES
Stromy patří k nejdéle žijícím organismům na Zemi. Tyto prastaré exempláře kalifornských sekvojovců v USA připomínají lesy z období před 100–65 miliony let. Stromy usilují o co nejlepší přístup ke slunečnímu světlu, které prostřednictvím fotosyntézy (tvorby sacharidů z oxidu uhličitého a vody) podporuje jejich růst. Do ovzduší se uvolňuje kyslík, stromová zeleň naopak váže uhlík.
Bez povrchových vod v tekutém skupenství by nemohla přežít drtivá většina pozemských organismů. Atmosféra rovněž chrání život na Zemi před škodlivými účinky slunečních paprsků, především před ultrafialovým zářením. Složení atmosféry se během geologické historie vyvíjelo. Zpočátku neexistovala ochrana před ultrafialovým zářením. V současnosti se atmosféra skládá
především z dusíku (78 % objemu) a kyslíku (21 %), většinou biologického původu. Ovzduší obsahuje také vodní páru přispívající k dynamice počasí a řadu dalších plynů, zejména metan a oxid uhličitý, označované jako skleníkové plyny. Ty pohlcují a odrážejí zpět na Zemi teplo zemského povrchu, brání ztrátám sluneční energie a přispívají ke zvyšování teploty atmosféry.
V posledních třech desetiletích se průměrná teplota ovzduší při zemském povrchu zvyšovala. Tento jev se nazývá globálním oteplováním. Ve stejném období dramaticky vzrostly také emise oxidu uhličitého vyvolané lidskou činností, především spalováním uhlíkatých paliv. To přivedlo mnoho vědců a tvůrců globální politiky k závěru, že lidské aktivity jsou hlavní příčinou nynějšího
celosvětového oteplování. Očekává se, že ústup vysokohorského zalednění a odlamování a tání šelfových ledovců v Antarktidě povede ke zvýšení hladiny světového oceánu, což ohrozí většinu úrodných a hustě zalidněných přímořských nížin po celé zeměkouli. Dynamické změny v systému vazeb mezi oceány, atmosférou a příjmem sluneční energie způsobí významné klimatické změny během geologicky
krátkého času. Globální změny podnebí od ledových dob až po stav teplého skleníku a nazpět již vícekrát proběhly. Navzdory současnému oteplování z civilizačních příčin zůstává předmětem úvah, zda jsme již z dosahu ledových dob z posledního 1,8 milionu let. Při výhledu do budoucnosti je jisté jedno: systém rovnováhy na zeměkouli není statický, ale dynamický, o čemž svědčí více než
ATMOSFÉRICKÁ ELEKTŘINA
V zemské atmosféře probíhají přesuny ohromných kvant energie. Například prostá bouřka uvolní energii rovnající se spálení 7 000 tun uhlí za hodinu. Elektrický výboj je pro člověka potenciálně smrtelný. Vznikne mezi opačnými elektrickými náboji, projevuje se jako blesk mezi bouřkovými mračny nebo mezi mrakem a zemským povrchem.
4,5 miliardy let dlouhá historie naší planety.
Bez povrchových vod v tekutém skupenství by nemohla přežít drtivá většina pozemských organismů. Atmosféra rovněž chrání život na Zemi před škodlivými účinky slunečních paprsků, především před ultrafialovým zářením. Složení atmosféry se během geologické historie vyvíjelo. Zpočátku neexistovala ochrana před ultrafialovým zářením. V současnosti se atmosféra skládá
především z dusíku (78 % objemu) a kyslíku (21 %), většinou biologického původu. Ovzduší obsahuje také vodní páru přispívající k dynamice počasí a řadu dalších plynů, zejména metan a oxid uhličitý, označované jako skleníkové plyny. Ty pohlcují a odrážejí zpět na Zemi teplo zemského povrchu, brání ztrátám sluneční energie a přispívají ke zvyšování teploty atmosféry.
V posledních třech desetiletích se průměrná teplota ovzduší při zemském povrchu zvyšovala. Tento jev se nazývá globálním oteplováním. Ve stejném období dramaticky vzrostly také emise oxidu uhličitého vyvolané lidskou činností, především spalováním uhlíkatých paliv. To přivedlo mnoho vědců a tvůrců globální politiky k závěru, že lidské aktivity jsou hlavní příčinou nynějšího
celosvětového oteplování. Očekává se, že ústup vysokohorského zalednění a odlamování a tání šelfových ledovců v Antarktidě povede ke zvýšení hladiny světového oceánu, což ohrozí většinu úrodných a hustě zalidněných přímořských nížin po celé zeměkouli. Dynamické změny v systému vazeb mezi oceány, atmosférou a příjmem sluneční energie způsobí významné klimatické změny během geologicky
krátkého času. Globální změny podnebí od ledových dob až po stav teplého skleníku a nazpět již vícekrát proběhly. Navzdory současnému oteplování z civilizačních příčin zůstává předmětem úvah, zda jsme již z dosahu ledových dob z posledního 1,8 milionu let. Při výhledu do budoucnosti je jisté jedno: systém rovnováhy na zeměkouli není statický, ale dynamický, o čemž svědčí více než
ATMOSFÉRICKÁ ELEKTŘINA
V zemské atmosféře probíhají přesuny ohromných kvant energie. Například prostá bouřka uvolní energii rovnající se spálení 7 000 tun uhlí za hodinu. Elektrický výboj je pro člověka potenciálně smrtelný. Vznikne mezi opačnými elektrickými náboji, projevuje se jako blesk mezi bouřkovými mračny nebo mezi mrakem a zemským povrchem.
4,5 miliardy let dlouhá historie naší planety.
23
22 DĚJINY ZEMĚ
DĚJINY ZEMĚ
MINULOST ZEMĚ z různých zdrojů, což jim pomáhá rekonstruovat dlouhou Sluneční soustava 46–47 historii Země a pochopit, jak zapadá do ještě Horniny 78–81 delšího vývoje vesmíru. Cenné poznatky o raných Tektonické desky 106–107 dějinách Země lze získat z mimozemských Život 132–135 zdrojů, jakými jsou například meteority a jiná Tektonika Země 478–495 tělesa sluneční soustavy. Posouzení hornin, minerálů a fosilií nalézaných na zemském povrchu nás přímo informuje o zemské kůře a umožňuje poznat hlubší vrstvy. Taková analýza je také zdrojem informací o změnách klimatu a atmosféry, geologických událostech (např. o pohybech litosférických desek) a vývoji života na planetě. Vesmír 44–45
geologové užívají informace
SVĚDECTVÍ HORNIN
FOSILIE
Některé horniny tvoří sledy vrstev, jejichž materiál byl ukládán přírodními pochody, přičemž mladší vrstvy leží na starších vrstvách. Geologové porovnávali vrstvy na celém světě na základě význačných fosilií a horninových typů a dospěli k takzvané stratigrafické stupnici zahrnující celé dějiny Země. Tato činnost se však komplikuje četnými přerušeními časového záznamu v důsledku pohybu desek a přerušení sedimentace.
Fosilie jsou zbytky dávného života uložené geologickými pochody ve vrstvách hornin. Velikostí jde o pylová zrníčka až kostry obrovitých dinosaurů nebo velryb. Organismus může být zachován mnoha způsoby a fosilie jsou velmi rozmanité, od nejasných stop dávné činnosti (jako stopy po vrtání nebo otisky nohou) a chemismu těl (biomolekuly) až po uzavřená celá těla (hmyz uzavřený v jantaru). Často sice dochází ke značné ztrátě informací o organismu, přesto však zachované fosilie ukazují, že život začal v moři asi před 3,8 miliardy let a že od doby zhruba před 543 miliony let se rozrůzňoval, jak postupně osídloval pevninu, sladkovodní prostředí a vzduch. Interpretace však není nestranná, neboť je založena především na organismech s pevnými částmi těl, jako jsou například lastury. Při studiu fosilizace se vědcům podařilo najít poměrně vzácné fosilie se zachovanými měkkými částmi těl. Například krásně zachované fosilie kambrického stáří v burgesských břidlicích v západní Kanadě (viz vpravo) umožnily blíže poznat celkové rozmanitosti dávného života a jeho biologie.
VRSTVY HORNIN
Úhlový nesouhlas vrstev v Siccar Point ve Skotsku je dokladem přerušení geologického
ROSTLINNÉ FOSILIE
JAK VZNIKAJÍ FOSILIE
Rozety listů pozdně karbonské přesličky (Calamites) zachované v hornině.
Fosilizace je dlouhodobý a složitý pochod. Podmínkou je rychlé překrytí zbytku organismu sedimentem, následné hluboké pohřbení, stlačení a chemické změny uvnitř horniny. Pozdější výzdvih a eroze – někdy kombinované s umělým odkrytím – vedou k opětnému objevení se fosilie na zemském povrchu. 1. zivočich
3.
PL ANETA ZEMĚ
ZKAMENĚLÉ PAŘEZY STROMŮ
Křemen nahradil dřevité tkáně těchto triasových stromů z formace Chinle v Arizoně, USA; proto odolaly zvětrávání a erozi.
RADIOMETRICKÉ DATOVÁNÍ
VYSVĚTLENÍ SYMBOLŮ Událost nastala v této
KLÍČ K ČASOVÉ POSLOUPNOSTI HISTORIE ZEMĚ
Následující stránky jsou vizuálním eon shrnutím dějin Země, počínaje éra vznikem Vesmíru. Informace jsou shrnuty v těchto úsecích následujících epocha tabulek:
GRAND CANYON
Horniny vystupující v Grand Canyonu, USA, byly usazeny v průběhu asi 1,5 miliardy let. Nejstarší jsou 1,7 miliardy let staré.
život
první galaxie
vznik Mléčné dráhy
první ptáci
Sev. Amerika
Sibiř/sev. Asie
Baltika/sev. Ledové čapky
Homo
raní předchůdci lidí
Kenozoikum – doba dominujících savců
10 000 milionů let Ordovik
perioda
8 000 milionů let
Silur
Karbon
Devon
5 000 milionů let
Perm
Trias
Jura
Křída
Kvartér (čtvrtohory)
Paleogén/Neogén
7 000 milionů Pennsylvanien
epocha
543
6 000 milionů let
490
443
418
354
323
svrchní
spodní 290
252
199,5
142
99
Paleocén 65
Eocén
Oligocén 33,5
Prekambrium vznik Země
K události došlo v tomto
LEGENDA
první primáti
Mezozoikum (druhohory) – doba vlády plazů
Paleozoikum (prvohory) – doba prastarého života
éra
4 500 milionů
Trend tohoto období
Fanerozoikum – doba zjevné hojnosti života
eon
11 000 milionů let
12 000 milionů let
Dělení geologického času (o stanovení hranic se jedná)
Průměrné teploty a složení atmosféry. Intenzita barvy ukazuje trend teploty Události a trendy ve vývoji rostlinstva Zahrnuje mapy ukazující pohyby kontinentů
klima
geologické
9 000 milionů let
doklad tvrdých částí těla
kostra nahrazena minerály
stlačení horniny
eroze a vykopání
Až do doby použití radiometrického datování na začátku 20. století neexistovala spolehlivá metoda k určení stáří minerálů, hornin a fosilií. Objev radioizotopů některých prvků (např. uranu, rubidia a uhlíku), které se vyskytují v minerálech, horninách, meteoritech a fosiliích, spolu s měřením rychlosti jejich rozpadu, umožnily vypočítat stáří těchto látek. Hranice radiometrického datování závisejí na použitém prvku. Například uhlíková (radiokarbonová) metoda, užívaná u mnoha fosilií, se nehodí pro materiál starší více než 50 000 let.
Diamantonosné písky v namibijském diamantovém poli pokrývají jihoafrický prekambrický štít, patřící k nejstarším geologickým jednotkám na světě.
13 000 milionů let
objevuje se fosilie
rychlé pokrytí zbytků
PL ANETA ZEMĚ
Vysoko v kanadských Skalnatých horách, v místě zařazeném do světového dědictví, se burgesské břidlice staly zdrojem neobvykle rozmanitých spodnokambrických mořských fosilií.
AFRICKÝ ŠTÍT
Velký třesk
4.
vzniká hornina
BURGESSKÁ BŘIDLICE
Vesmír vznikl před asi 13–14 miliardami let a dějiny Země zahrnují poslední 4,5 miliardy. Aby bylo možno pochopit nesmírný rozsah dějin Země, geologové rozdělili dějiny v hierarchické schéma. Největší časové oddíly se nazývají eony, trvají mnoho set milionů let a patří k nim fanerozoický eon, který je obdobím začínajícím před 543 miliony let a trvajícím do dneška. Ve fanerozoiku lze rozlišit tři éry podle vývoje života. Éry se dále dělí na kratší úseky nazývané periody, které se člení v epochy. Určení hranic mezi hlavními periodami je předmětem diskusí. Studium fosilií je důležité pro rozhodování, kam klást tyto hranice. Srovnání horninových vrstev na mezinárodní úrovni může být ale velmi nesnadné, protože sedimenty mohly být původně usazeny v odlišných prostředích a klimatických podmínkách, a proto obsahují odlišné fosilie.
Ještě před 250 lety panoval všeobecný názor, že Země je stará několik málo tisíců let. Teprve v 50. letech minulého století bylo téměř přesně stanoveno stáří na 4 550 milionů let. Bylo třeba dalších desetiletí, než se dospělo k poznání, že vesmír je starý 13–14 miliard let.
kostry
hromadící se sediment
GEOLOGICKÝ ČAS
DĚLENÍ GEOLOGICKÉHO ČASU
2. pohřbení
rozkládající se tělo
zahynul
Miocén 24
Pliocén 5
Pleistocén Holocén 1,8
0,01
0
Fanerozoický eon
4 000 miliony let
3 000 miliony let
2 000 milionů let
první doklad
první pevniny
první mnohobuněčné organismy
1 000 milionů let
543 miliony let první suchozemské
dnešek první suchozemští
první dinosauři
23
22 DĚJINY ZEMĚ
DĚJINY ZEMĚ
MINULOST ZEMĚ z různých zdrojů, což jim pomáhá rekonstruovat dlouhou Sluneční soustava 46–47 historii Země a pochopit, jak zapadá do ještě Horniny 78–81 delšího vývoje vesmíru. Cenné poznatky o raných Tektonické desky 106–107 dějinách Země lze získat z mimozemských Život 132–135 zdrojů, jakými jsou například meteority a jiná Tektonika Země 478–495 tělesa sluneční soustavy. Posouzení hornin, minerálů a fosilií nalézaných na zemském povrchu nás přímo informuje o zemské kůře a umožňuje poznat hlubší vrstvy. Taková analýza je také zdrojem informací o změnách klimatu a atmosféry, geologických událostech (např. o pohybech litosférických desek) a vývoji života na planetě. Vesmír 44–45
geologové užívají informace
SVĚDECTVÍ HORNIN
FOSILIE
Některé horniny tvoří sledy vrstev, jejichž materiál byl ukládán přírodními pochody, přičemž mladší vrstvy leží na starších vrstvách. Geologové porovnávali vrstvy na celém světě na základě význačných fosilií a horninových typů a dospěli k takzvané stratigrafické stupnici zahrnující celé dějiny Země. Tato činnost se však komplikuje četnými přerušeními časového záznamu v důsledku pohybu desek a přerušení sedimentace.
Fosilie jsou zbytky dávného života uložené geologickými pochody ve vrstvách hornin. Velikostí jde o pylová zrníčka až kostry obrovitých dinosaurů nebo velryb. Organismus může být zachován mnoha způsoby a fosilie jsou velmi rozmanité, od nejasných stop dávné činnosti (jako stopy po vrtání nebo otisky nohou) a chemismu těl (biomolekuly) až po uzavřená celá těla (hmyz uzavřený v jantaru). Často sice dochází ke značné ztrátě informací o organismu, přesto však zachované fosilie ukazují, že život začal v moři asi před 3,8 miliardy let a že od doby zhruba před 543 miliony let se rozrůzňoval, jak postupně osídloval pevninu, sladkovodní prostředí a vzduch. Interpretace však není nestranná, neboť je založena především na organismech s pevnými částmi těl, jako jsou například lastury. Při studiu fosilizace se vědcům podařilo najít poměrně vzácné fosilie se zachovanými měkkými částmi těl. Například krásně zachované fosilie kambrického stáří v burgesských břidlicích v západní Kanadě (viz vpravo) umožnily blíže poznat celkové rozmanitosti dávného života a jeho biologie.
VRSTVY HORNIN
Úhlový nesouhlas vrstev v Siccar Point ve Skotsku je dokladem přerušení geologického
ROSTLINNÉ FOSILIE
JAK VZNIKAJÍ FOSILIE
Rozety listů pozdně karbonské přesličky (Calamites) zachované v hornině.
Fosilizace je dlouhodobý a složitý pochod. Podmínkou je rychlé překrytí zbytku organismu sedimentem, následné hluboké pohřbení, stlačení a chemické změny uvnitř horniny. Pozdější výzdvih a eroze – někdy kombinované s umělým odkrytím – vedou k opětnému objevení se fosilie na zemském povrchu. 1. zivočich
3.
PL ANETA ZEMĚ
ZKAMENĚLÉ PAŘEZY STROMŮ
Křemen nahradil dřevité tkáně těchto triasových stromů z formace Chinle v Arizoně, USA; proto odolaly zvětrávání a erozi.
RADIOMETRICKÉ DATOVÁNÍ
VYSVĚTLENÍ SYMBOLŮ Událost nastala v této
KLÍČ K ČASOVÉ POSLOUPNOSTI HISTORIE ZEMĚ
Následující stránky jsou vizuálním eon shrnutím dějin Země, počínaje éra vznikem Vesmíru. Informace jsou shrnuty v těchto úsecích následujících epocha tabulek:
GRAND CANYON
Horniny vystupující v Grand Canyonu, USA, byly usazeny v průběhu asi 1,5 miliardy let. Nejstarší jsou 1,7 miliardy let staré.
život
první galaxie
vznik Mléčné dráhy
první ptáci
Sev. Amerika
Sibiř/sev. Asie
Baltika/sev. Ledové čapky
Homo
raní předchůdci lidí
Kenozoikum – doba dominujících savců
10 000 milionů let Ordovik
perioda
8 000 milionů let
Silur
Karbon
Devon
5 000 milionů let
Perm
Trias
Jura
Křída
Kvartér (čtvrtohory)
Paleogén/Neogén
7 000 milionů Pennsylvanien
epocha
543
6 000 milionů let
490
443
418
354
323
svrchní
spodní 290
252
199,5
142
99
Paleocén 65
Eocén
Oligocén 33,5
Prekambrium vznik Země
K události došlo v tomto
LEGENDA
první primáti
Mezozoikum (druhohory) – doba vlády plazů
Paleozoikum (prvohory) – doba prastarého života
éra
4 500 milionů
Trend tohoto období
Fanerozoikum – doba zjevné hojnosti života
eon
11 000 milionů let
12 000 milionů let
Dělení geologického času (o stanovení hranic se jedná)
Průměrné teploty a složení atmosféry. Intenzita barvy ukazuje trend teploty Události a trendy ve vývoji rostlinstva Zahrnuje mapy ukazující pohyby kontinentů
klima
geologické
9 000 milionů let
doklad tvrdých částí těla
kostra nahrazena minerály
stlačení horniny
eroze a vykopání
Až do doby použití radiometrického datování na začátku 20. století neexistovala spolehlivá metoda k určení stáří minerálů, hornin a fosilií. Objev radioizotopů některých prvků (např. uranu, rubidia a uhlíku), které se vyskytují v minerálech, horninách, meteoritech a fosiliích, spolu s měřením rychlosti jejich rozpadu, umožnily vypočítat stáří těchto látek. Hranice radiometrického datování závisejí na použitém prvku. Například uhlíková (radiokarbonová) metoda, užívaná u mnoha fosilií, se nehodí pro materiál starší více než 50 000 let.
Diamantonosné písky v namibijském diamantovém poli pokrývají jihoafrický prekambrický štít, patřící k nejstarším geologickým jednotkám na světě.
13 000 milionů let
objevuje se fosilie
rychlé pokrytí zbytků
PL ANETA ZEMĚ
Vysoko v kanadských Skalnatých horách, v místě zařazeném do světového dědictví, se burgesské břidlice staly zdrojem neobvykle rozmanitých spodnokambrických mořských fosilií.
AFRICKÝ ŠTÍT
Velký třesk
4.
vzniká hornina
BURGESSKÁ BŘIDLICE
Vesmír vznikl před asi 13–14 miliardami let a dějiny Země zahrnují poslední 4,5 miliardy. Aby bylo možno pochopit nesmírný rozsah dějin Země, geologové rozdělili dějiny v hierarchické schéma. Největší časové oddíly se nazývají eony, trvají mnoho set milionů let a patří k nim fanerozoický eon, který je obdobím začínajícím před 543 miliony let a trvajícím do dneška. Ve fanerozoiku lze rozlišit tři éry podle vývoje života. Éry se dále dělí na kratší úseky nazývané periody, které se člení v epochy. Určení hranic mezi hlavními periodami je předmětem diskusí. Studium fosilií je důležité pro rozhodování, kam klást tyto hranice. Srovnání horninových vrstev na mezinárodní úrovni může být ale velmi nesnadné, protože sedimenty mohly být původně usazeny v odlišných prostředích a klimatických podmínkách, a proto obsahují odlišné fosilie.
Ještě před 250 lety panoval všeobecný názor, že Země je stará několik málo tisíců let. Teprve v 50. letech minulého století bylo téměř přesně stanoveno stáří na 4 550 milionů let. Bylo třeba dalších desetiletí, než se dospělo k poznání, že vesmír je starý 13–14 miliard let.
kostry
hromadící se sediment
GEOLOGICKÝ ČAS
DĚLENÍ GEOLOGICKÉHO ČASU
2. pohřbení
rozkládající se tělo
zahynul
Miocén 24
Pliocén 5
Pleistocén Holocén 1,8
0,01
0
Fanerozoický eon
4 000 miliony let
3 000 miliony let
2 000 milionů let
první doklad
první pevniny
první mnohobuněčné organismy
1 000 milionů let
543 miliony let první suchozemské
dnešek první suchozemští
první dinosauři
24
25
čas po velkém třesku teplota vesmíru ( k )
1
femtosekunda
(10-15 sekundy)
1
pikosekunda
(10-12 sekundy)
1015
hustota vesmíru ( g/cm3 ) průměr vesmíru ( m)
1010
1014
1
1025
nanosekunda
(10-9 sekundy)
1013 1020 1012
1
mikrosekunda
(10-6 sekundy) 12
1015
10
1
milisekunda
(10-3 sekundy) 11
10
1010
1014
1016
1010
1
sekunda
105
1
minuta
109
100
1
hodina
108
1
107
10-5
1018
1
den
rok
106
1020
105
10-10
1
tisíc let
104
10-15 1022
1
103
10-20
102
1024
1
milion let
10-25
miliarda let
10
před miliony let teplota ( k )
„dolní“ kvark
„horní“ kvark
neutron
D
U
U proton
elektron
D neutron
proton
energie uvolněná při srážkách
proton atom vodíku
jádro
elektron atom helia
PO VELKÉM TŘESKU
VAZBA KVARKŮ
NUKLEOSYNTÉZA VELKÉHO TŘESKU
PRVNÍ ATOMY
Horký expandující vesmír byl ve své první miliontině sekundy „polévkou“ ze spousty typů částic, které se svými vlastnostmi
Kvarky se začaly kombinovat a vytvářet protony a neutrony. Jeden „dolní“ a dva „horní“ kvarky vytvořily proton; z jednoho „horního“ a dvou „dolních“ kvarků
Mezi 1 a 180 sekundami po velkém třesku srážky protonů s neutrony vytvořily jádra atomů některých lehkých prvků, hlavně helia.
Asi po 300 000 letech se protony a jádra helia (sestávající z protonů a neutronů) začaly spojovat s elektrony a tak vznikly atomy
PŘED VZNIKEM ZEMĚ Pro pochopení vzniku Země je třeba se vrátit ke vzniku vesmíru, asi 13,7 miliardy let, k události popsané v teorii velkého třesku, kdy hmota, čas, energie a prostor začaly existovat. Raný vesmír byl malý, horký a hustý. Od té doby se rozšiřuje a chladne. Během nanosekundy (miliardtina vteřiny) měl již průměr stovek milionů kilometrů s teplotou desítek trilionů kelvinů (stupně nad –273 °C neboli nad absolutní teplotou). VZNIK ZÁKLADNÍCH SLOŽEK
Na tomto vývojovém stupni byl vesmír vroucí „polévkou“ částic vzniklých z energie spolu s velkým počtem fotonů (malé částice zářivé energie). K nejhojnějším částicím patřily elektrony a kvarky, ale bylo také mnoho jiných, dnes již neexistujících druhů. I když obsahoval množství elektronů, raný vesmír neobsahoval hlavní stavební složky atomů: protony a neutrony. Avšak po pouhé jedné mikrosekundě (miliontině vteřiny) ochladl již dostatečně, takže mohlo vzniknout obrovské množství protonů a neutronů kombinací dvou rozdílných typů kvarků. Většina protonů se stala jádry atomů vodíku, ale asi jednu sekundu po velkém třesku srážky protonů s neutrony začaly tvořit jádra některých jiných lehkých prvků – helia a nepatrných množství lithia a berylia. Tento pochod, zvaný nukleosyntéza velkého třesku, skončil po třech minutách a vedl ke vzniku 98 % atomů helia existujících v dnešním vesmíru; také spotřeboval všechny neutrony. PRVNÍ ATOMY STOPY POHYBU ČÁSTIC
Dnes se vědci snaží pomocí urychlovače částic simulovat, co se stalo za velkého třesku, a vyvolat střety částic menších než atom. Výsledné stopy je potom
11 000 7
8
6
10 000 10-27
Během několika set tisíc let pokračovalo rozpínání vesmíru a jeho ochlazování, ale stále byl příliš horký, než aby mohly vznikat atomy. Pokud byly elektrony nakrátko zachyceny jádry atomů, zakrátko je oddělily fotony, které samy byly součástí pochodu neustálých srážek s částicemi. Konečně po 380 000 letech, když teplota poklesla asi na 3 000 kelvinů, protony a jiná jádra atomů začaly trvale zachycovat elektrony a vytvářet první atomy, převážně vodíku a helia. Ve stejné době byly fotony uvolňovány a rozptylovaly se všemi směry, vesmír se stal průhledným, neboť dřívější „mlhovina“ částic a energie se
SVĚDECTVÍ POZADÍ Základním důkazem podporujícím teorii velkého třesku je mikrovlnné záření kosmického pozadí (reliktní záření). Jde o slabou tepelnou radiaci stejnoměrně vyzařující ze všech míst oblohy. Jediné přijatelné vysvětlení je, že vznikla v raném stadiu, kdy vesmír měl ještě podobu horké ohnivé koule, jak předpokládá teorie velkého třesku.
VZNIKAJÍ GALAXIE Přitažlivost vyvolala vzájemné přibližování atomů. Během stovek milionů let vznikala vířící mračna plynů vodíku a helia a nastalo jejich rozpínání do podoby dlouhých tenkých shluků. Před 13 miliardami let (neboli 700 milionů let po velkém třesku) se tyto shluky začaly spojovat a vytvářet první galaxie. Další koncentrování hmoty uvnitř galaxií vedlo ke vzniku prvních hvězd. Hvězdy začaly produkovat energii (včetně tepla a světla), jakmile se vodíková jádra v jejich středech začala spojovat a vytvářet helium.
5
v galaxiích, kde se staly součástmi nových hvězd a planet.
ZROZENÍ SLUNEČNÍ SOUSTAVY Přesné stáří naší galaxie, Mléčné dráhy, není známo, ale pravděpodobně vznikla před 10–11 miliardami let. V naší galaxii, asi před 4 560 miliony let, začal shluk plynu a prachu, mlhovina, kondenzovat v to, co se stalo Sluneční soustavou. Splynutím hmoty se v této mlhovině vytvořila hustší centrální oblast (Protoslunce), zatímco okrajové části zůstaly řidší. Nakonec se mlhovina smrštila na otáčející se těleso diskovitého tvaru, nazývané protoplanetárním diskem. Uvnitř disku se náhodně NOVÉ PRVKY srážel prach s ledem a vytvářely se Když vznikly galaxie a první stále větší částice. Souběžně s gravitačním přitahováním hmoty hvězdy, ve vesmíru existovaly pouhé rostla ve středu disku teplota až čtyři prvky: vodík, helium, lithium a berylium. Vznik do výše, kdy nastávala fúze vodíku ZBYTKY SUPERNOVY za vzniku helia, a plně vyvinutá prvních hvězd byl velmi významný, Supernovy jsou obrovské neboť z lehčích chemických hvězda – naše Slunce – byla hvězdné exploze, které prvků se v nich začaly tvořit zrozena. V jiných částech disku v galaxiích roznášejí nové prvky těžší, a to díky různým byly převládající látkou pevné prvky. Toto je zbytek pochodům jaderné fúze. Mnoho supernovy Kasiopeja A, která částice. Nejblíže ke Slunci se stal z nejběžnějších chemických prvků explodovala asi před 10 000 hlavní složkou horninový na Zemi, jako kyslík, křemík materiál. V chladnějších vnějších a železo, vzniklo tímto způsobem. oblastech disku byly běžnější Nejtěžší prvky, např. olovo, se nemohly vytvořit částice ledu. Když se částice v disku staly v běžných hvězdách, nýbrž pouze v supernovách většími, působením přitažlivosti na sebe – při masivních explozích obrovitých hvězd narážely. Tento pochod, nazývaný akrece, v jejich závěrečných smrtelných křečích. způsobil, že větší a větší tělíska se spojovala Tyto exploze také rozptýlily nové prvky a nakonec vytvořila planetesimály. Byly velikosti balvanů, nebo i větší, a tvořila je hornina, mlhovina
mrak plynu a prachu
smršťující se mlhovina
hustá centrální oblast
7 000 4 10-28
6 000
1026 mnoho cyklů zrození a zániku hvězd v Mléčné
vznik Mléčné dráhy
vznik prvních
8 000
9 000
průměr ( m)
rozplynula.
jádro helia
D
9
hustota ( g/cm3 )
1025
událost
U
12 000
protoplanetární disk
MLHOVINA
případně hornina a led. Solární systém Nové slunce vysílalo, kromě kondenzoval tepla a světla, též proud z obrovských mraků energetických částic známý jako plynu a prachu, sluneční vítr. Tento „vítr“ odvál podobných těmto pohyblivé plyny z vnitřních z mlhoviny Laguna, úseků do vnějších částí disku. z oblasti vzniku hvězd Většina zbývajících planetesimál v Mléčné dráze. se vzájemně srazila a vytvořila čtyři kamenné vnitřní planety. Také vytvořila jádra vnějších planet, kolem nichž se soustředily těkavé plyny. Všechny planetesimály se však nespojily a nevytvořily planety. Některé „zbytky“ zůstaly ve sluneční soustavě, a to jako dva druhy těles: asteroidy a komety. Většina asteroidů obíhá v pásu mezi Marsem a Jupiterem, některé sledují oběh Jupitera a dráhy jiných kříží oběh Země. Komety vznikly z velmi ledových planetesimál z vnějšího okraje disku.
VZNIK SLUNEČNÍ SOUSTAVY
Sluneční soustava vznikla v několika etapách. Nejprve obrovská mlhovina plynu a prachu kondenzovala do podoby rotujícího tělesa podobného disku, v jehož středu vzniklo Slunce. Částice vnějších částí disku na sebe narážely, srůstaly a vytvářely tak budoucí planety.
slunce a planetesimály
zploštělý a rotující mrak objevující se objevují se prstence částice na sebe Protoslunce narážejí a srůstají
vznik Sluneční soustavy
sluneční soustava
výrazné plynné vnější planety
kamenné vnitřní planety pás asteroidů
24
25
čas po velkém třesku teplota vesmíru ( k )
1
femtosekunda
(10-15 sekundy)
1
pikosekunda
(10-12 sekundy)
1015
hustota vesmíru ( g/cm3 ) průměr vesmíru ( m)
1010
1014
1
1025
nanosekunda
(10-9 sekundy)
1013 1020 1012
1
mikrosekunda
(10-6 sekundy) 12
1015
10
1
milisekunda
(10-3 sekundy) 11
10
1010
1014
1016
1010
1
sekunda
105
1
minuta
109
100
1
hodina
108
1
107
10-5
1018
1
den
rok
106
1020
105
10-10
1
tisíc let
104
10-15 1022
1
103
10-20
102
1024
1
milion let
10-25
miliarda let
10
před miliony let teplota ( k )
„dolní“ kvark
„horní“ kvark
neutron
D
U
U proton
elektron
D neutron
proton
energie uvolněná při srážkách
proton atom vodíku
jádro
elektron atom helia
PO VELKÉM TŘESKU
VAZBA KVARKŮ
NUKLEOSYNTÉZA VELKÉHO TŘESKU
PRVNÍ ATOMY
Horký expandující vesmír byl ve své první miliontině sekundy „polévkou“ ze spousty typů částic, které se svými vlastnostmi
Kvarky se začaly kombinovat a vytvářet protony a neutrony. Jeden „dolní“ a dva „horní“ kvarky vytvořily proton; z jednoho „horního“ a dvou „dolních“ kvarků
Mezi 1 a 180 sekundami po velkém třesku srážky protonů s neutrony vytvořily jádra atomů některých lehkých prvků, hlavně helia.
Asi po 300 000 letech se protony a jádra helia (sestávající z protonů a neutronů) začaly spojovat s elektrony a tak vznikly atomy
PŘED VZNIKEM ZEMĚ Pro pochopení vzniku Země je třeba se vrátit ke vzniku vesmíru, asi 13,7 miliardy let, k události popsané v teorii velkého třesku, kdy hmota, čas, energie a prostor začaly existovat. Raný vesmír byl malý, horký a hustý. Od té doby se rozšiřuje a chladne. Během nanosekundy (miliardtina vteřiny) měl již průměr stovek milionů kilometrů s teplotou desítek trilionů kelvinů (stupně nad –273 °C neboli nad absolutní teplotou). VZNIK ZÁKLADNÍCH SLOŽEK
Na tomto vývojovém stupni byl vesmír vroucí „polévkou“ částic vzniklých z energie spolu s velkým počtem fotonů (malé částice zářivé energie). K nejhojnějším částicím patřily elektrony a kvarky, ale bylo také mnoho jiných, dnes již neexistujících druhů. I když obsahoval množství elektronů, raný vesmír neobsahoval hlavní stavební složky atomů: protony a neutrony. Avšak po pouhé jedné mikrosekundě (miliontině vteřiny) ochladl již dostatečně, takže mohlo vzniknout obrovské množství protonů a neutronů kombinací dvou rozdílných typů kvarků. Většina protonů se stala jádry atomů vodíku, ale asi jednu sekundu po velkém třesku srážky protonů s neutrony začaly tvořit jádra některých jiných lehkých prvků – helia a nepatrných množství lithia a berylia. Tento pochod, zvaný nukleosyntéza velkého třesku, skončil po třech minutách a vedl ke vzniku 98 % atomů helia existujících v dnešním vesmíru; také spotřeboval všechny neutrony. PRVNÍ ATOMY STOPY POHYBU ČÁSTIC
Dnes se vědci snaží pomocí urychlovače částic simulovat, co se stalo za velkého třesku, a vyvolat střety částic menších než atom. Výsledné stopy je potom
11 000 7
8
6
10 000 10-27
Během několika set tisíc let pokračovalo rozpínání vesmíru a jeho ochlazování, ale stále byl příliš horký, než aby mohly vznikat atomy. Pokud byly elektrony nakrátko zachyceny jádry atomů, zakrátko je oddělily fotony, které samy byly součástí pochodu neustálých srážek s částicemi. Konečně po 380 000 letech, když teplota poklesla asi na 3 000 kelvinů, protony a jiná jádra atomů začaly trvale zachycovat elektrony a vytvářet první atomy, převážně vodíku a helia. Ve stejné době byly fotony uvolňovány a rozptylovaly se všemi směry, vesmír se stal průhledným, neboť dřívější „mlhovina“ částic a energie se
SVĚDECTVÍ POZADÍ Základním důkazem podporujícím teorii velkého třesku je mikrovlnné záření kosmického pozadí (reliktní záření). Jde o slabou tepelnou radiaci stejnoměrně vyzařující ze všech míst oblohy. Jediné přijatelné vysvětlení je, že vznikla v raném stadiu, kdy vesmír měl ještě podobu horké ohnivé koule, jak předpokládá teorie velkého třesku.
VZNIKAJÍ GALAXIE Přitažlivost vyvolala vzájemné přibližování atomů. Během stovek milionů let vznikala vířící mračna plynů vodíku a helia a nastalo jejich rozpínání do podoby dlouhých tenkých shluků. Před 13 miliardami let (neboli 700 milionů let po velkém třesku) se tyto shluky začaly spojovat a vytvářet první galaxie. Další koncentrování hmoty uvnitř galaxií vedlo ke vzniku prvních hvězd. Hvězdy začaly produkovat energii (včetně tepla a světla), jakmile se vodíková jádra v jejich středech začala spojovat a vytvářet helium.
5
v galaxiích, kde se staly součástmi nových hvězd a planet.
ZROZENÍ SLUNEČNÍ SOUSTAVY Přesné stáří naší galaxie, Mléčné dráhy, není známo, ale pravděpodobně vznikla před 10–11 miliardami let. V naší galaxii, asi před 4 560 miliony let, začal shluk plynu a prachu, mlhovina, kondenzovat v to, co se stalo Sluneční soustavou. Splynutím hmoty se v této mlhovině vytvořila hustší centrální oblast (Protoslunce), zatímco okrajové části zůstaly řidší. Nakonec se mlhovina smrštila na otáčející se těleso diskovitého tvaru, nazývané protoplanetárním diskem. Uvnitř disku se náhodně NOVÉ PRVKY srážel prach s ledem a vytvářely se Když vznikly galaxie a první stále větší částice. Souběžně s gravitačním přitahováním hmoty hvězdy, ve vesmíru existovaly pouhé rostla ve středu disku teplota až čtyři prvky: vodík, helium, lithium a berylium. Vznik do výše, kdy nastávala fúze vodíku ZBYTKY SUPERNOVY za vzniku helia, a plně vyvinutá prvních hvězd byl velmi významný, Supernovy jsou obrovské neboť z lehčích chemických hvězda – naše Slunce – byla hvězdné exploze, které prvků se v nich začaly tvořit zrozena. V jiných částech disku v galaxiích roznášejí nové prvky těžší, a to díky různým byly převládající látkou pevné prvky. Toto je zbytek pochodům jaderné fúze. Mnoho supernovy Kasiopeja A, která částice. Nejblíže ke Slunci se stal z nejběžnějších chemických prvků explodovala asi před 10 000 hlavní složkou horninový na Zemi, jako kyslík, křemík materiál. V chladnějších vnějších a železo, vzniklo tímto způsobem. oblastech disku byly běžnější Nejtěžší prvky, např. olovo, se nemohly vytvořit částice ledu. Když se částice v disku staly v běžných hvězdách, nýbrž pouze v supernovách většími, působením přitažlivosti na sebe – při masivních explozích obrovitých hvězd narážely. Tento pochod, nazývaný akrece, v jejich závěrečných smrtelných křečích. způsobil, že větší a větší tělíska se spojovala Tyto exploze také rozptýlily nové prvky a nakonec vytvořila planetesimály. Byly velikosti balvanů, nebo i větší, a tvořila je hornina, mlhovina
mrak plynu a prachu
smršťující se mlhovina
hustá centrální oblast
7 000 4 10-28
6 000
1026 mnoho cyklů zrození a zániku hvězd v Mléčné
vznik Mléčné dráhy
vznik prvních
8 000
9 000
průměr ( m)
rozplynula.
jádro helia
D
9
hustota ( g/cm3 )
1025
událost
U
12 000
protoplanetární disk
MLHOVINA
případně hornina a led. Solární systém Nové slunce vysílalo, kromě kondenzoval tepla a světla, též proud z obrovských mraků energetických částic známý jako plynu a prachu, sluneční vítr. Tento „vítr“ odvál podobných těmto pohyblivé plyny z vnitřních z mlhoviny Laguna, úseků do vnějších částí disku. z oblasti vzniku hvězd Většina zbývajících planetesimál v Mléčné dráze. se vzájemně srazila a vytvořila čtyři kamenné vnitřní planety. Také vytvořila jádra vnějších planet, kolem nichž se soustředily těkavé plyny. Všechny planetesimály se však nespojily a nevytvořily planety. Některé „zbytky“ zůstaly ve sluneční soustavě, a to jako dva druhy těles: asteroidy a komety. Většina asteroidů obíhá v pásu mezi Marsem a Jupiterem, některé sledují oběh Jupitera a dráhy jiných kříží oběh Země. Komety vznikly z velmi ledových planetesimál z vnějšího okraje disku.
VZNIK SLUNEČNÍ SOUSTAVY
Sluneční soustava vznikla v několika etapách. Nejprve obrovská mlhovina plynu a prachu kondenzovala do podoby rotujícího tělesa podobného disku, v jehož středu vzniklo Slunce. Částice vnějších částí disku na sebe narážely, srůstaly a vytvářely tak budoucí planety.
slunce a planetesimály
zploštělý a rotující mrak objevující se objevují se prstence částice na sebe Protoslunce narážejí a srůstají
vznik Sluneční soustavy
sluneční soustava
výrazné plynné vnější planety
kamenné vnitřní planety pás asteroidů
26
27
PREKAMBRIUM před miliony lety eon éra
4 600
4 500
4 400
4 300
4 200
4 100
prekambrium (4 560–543 miliony let) hadean (4 560–3 800 milionů let)
4 000
3 900
3 800
3 700
3 600
3 500
3 400
3 300
3 200
3 100
3 000
2 900
2 800
2 700
2 600
archaikum (3 800–2 500 milionů let)
perioda epocha klima
Země se ochladí, vznikají první
bombardování meteority vyvolalo odpaření raných oceánů
první organické molekuly
bombardování meteority zničí jakýkoliv rodící se život
život
nejstarší měsíční hornina
vznik Země geolo gické události
teploty rychle klesají, výrazně pod dnešní průměr
nejstarší stromatolity (Warrawoona Group v Austrálii)
první chemické fosilie, uhlík v metamorfovaných usazených horninách,
prvá prokaryonta a eukaryonta (prokázáno chemickými
mikroskopická vlákna a sféroidy
těžké bombardování meteority (150x větší než dnes) zirkon (z grónské archaické ruly) prokazuje kontinentální kůru
bombardování planetesimály rozrůznění zemských vrstev
vysoké teploty postupně klesají
první páskované železné rudy nejstarší minerály (zirkony)nejstarší hornina (Acasta gneiss, Kanada)
lávy s polštářovou texturou – důkaz přítomnosti vody
vznik Měsíce
malá tělesa a prach srůstají Pokračující tvorba vznikají zemské do velikosti asteroidu vrstvy vrstev zemského Raná akrece kosmického Prekambrický eon byl kdysi považován za tělesa byla geologickou terra incognita neznámého stáří, bez následována vznikem materiálu vytvořila větší a rostoucí těleso, v němž vznikaly fosilních zbytků. Teprve v roce 1956, kdy bylo primitivní atmosféry, a migrovaly taveniny. Těžké stáří Země spolehlivě určeno, ukázala se délka oceánů a možná prvky se koncentrovaly v jádře i života. Obnovené trvání – nesmírné 4 miliardy let – jasně zřetelnou. a lehčí ve výše ležícím plášti. bombardování Od té doby byly nalezeny fosilie, datovány KRYSTALY ZIRKONU horniny a vyřešen vznik sluneční soustavy. Rané meteority, jež tak Stáří krystalů ze západo těžké lehčí prvky období Země je dnes známo jako období zjizvilo Měsíc, také prvky australských hornin bylo tvoří plášť taveniny kataklyzmatických změn. Rané narůstání (akrece) určeno na 4,4–3,9 miliardy pustošilo Zemi migrují a rozrůznění jádra a kůry spolu s bombardováním a vyvolalo tavení z vesmírného prostoru vyvrcholily vznikem jejích hornin. Teprve Měsíce. asi před 3 800 miliony let byly obnoveny atmosféra a oceány. Nejstarší doklad o fosilním životě pochází z doby téměř ihned po tomto datu, ale organismy VZNIK MĚSÍCE se musely vyrovnat s nedostatkem kyslíku a silným vzniká Asi před 4,5 miliardami let se se Zemí srazilo těleso roztavené ultrafialovým zářením, neboť neexistovala ozonová o velikosti Marsu a utrhlo velký objem hornin. jádro jádro vrstva, která by je ochránila. Trvalo dlouho, než Úlomky byly zadrženy zemskou přitažlivostí, spojily se atmosféra a oceány dospěly do dnešního stavu. a ochrannou ozonovou vrstvu; bylo to podpořeno a vytvořily satelit, který známe jako Měsíc. Povrchová teplota pomalu klesala a množství i únikem vodních par, jejichž rozštěpením se do kyslíku pozvolna stoupalo, tak jak rostlo množství vyšší atmosféry dostal kyslík a ozon. bombardování Prekambrický eon se dělí na hadean, archaikum mikrobů, kteří fotosyntézou produkovali kyslík dopad země (impakt) tělesa (prahory) a proterozoikum (starohory); v jejich o velikosti akrece měsíce průběhu dynamické pochody vycházející ze Země úlomky krouží Marsu kolem země vytvářely nové horniny oceánského dna a jinde je zničily, zatímco rostly kontinenty a pohybovaly se díky pochodům nazývaným desková tektonika (viz str. 106–9). Mezitím probíhal pomalý rozvoj a rozrůznění mořských mikroorganismů. Velké úlomky události, jako rozsáhlý vulkanismus, dopady se taví kosmických těles a klimatické změny ústící v dávná a vytvářejí zalednění, neustále rušivě ovlivňovaly vyvíjející se Měsíc ekosystémy. I když měly často katastrofální účinky, je možné, že tyto změny výrazně stimulovaly spojování evoluci. horninových úlomků Země
ZEMĚ V PREKAMBRIU
BOMBARDOVÁNÍ METEORITY Stáří měsíčních hornin a měsíční povrch silně rozrytý krátery jsou dokladem toho, že asi 600 milionů let po svém vzniku byly Měsíc i Země intenzivně bombardovány z vesmíru. Měsíc má impaktové (dopadové) krátery, jako například Aitkenova pánev, o průměru až 2 500 kilometrů, a Země pro svou větší velikost a přitažlivost byla postižena rozsáhlejším bombardováním než Měsíc. Výsledkem bylo tavení hornin a zničení veškerého rodícího se života a atmosféry.
OCEÁNY A KONTINENTY Jak napovídá jméno, hadean byl pekelným obdobím: převratné události zničily prvotní atmosféru, oceány a život. V následujícím archaiku nastávalo hromadění vodních par unikajících ze sopek a vznikaly oceány, v jejichž vodách se rozpouštěly soli, takže slanost oceánů postupně rostla. Křemičitany (minerály) o malé hustotě se hromadily v podobě vnější zemské kůry. Pokračující sopečné erupce však neustále vytvářely nové povrchové horniny. Protože se Země již nezvětšovala akrecí, dříve vzniklé chladnější a těžší horniny klesly dovnitř, aby uvolnily místo novým lehčím horninám. Zemská kůra byla rozlámána v řadu desek s konvergentními nebo divergentními okraji (viz str. 108–109). Horniny o nízké hustotě se shlukováním měnily v kontinenty a horniny o větší hustotě vytvářely mořské dno.
ZAČÍNAJÍCÍ ŽIVOT Prvním dokladem života na Zemi jsou zbytky uhlovodíků v metamorfovaných usazených horninách Grónska, jejichž stáří je přibližně 3,8 miliardy let. Tato rezidua pocházejí od živoucích organismů, jimiž oxid vodík uhličitý pravděpodobně byly ve vodě žijící bakterie (prokaryonta), ultra které využívaly světelnou energii fialové kyslík světlo Slunce. Jejich vývoj musel a ozon voda pravděpodobně začít mnohem dříve, snad před více než 4 dusík miliardami let. Není známo, zda tento raný život mohl přežít druhá atmosféra
ATMOSFÉRA UMOŽŇUJÍCÍ ŽIVOT
úlomky z kosmického prostoru helium první atmosféra
atom vodíku atom uhlíku
METAN (CH4)
Nejjednodušší organickou sloučeninu tvoří jeden atom uhlíku a čtyři atomy vodíku.
CLAIRE PATTERSON
Prvopočáteční atmosféra Země byla dopady meteoritů a slunečním větrem zničena. Druhou atmosféru vytvořila vulkanická činnost svou produkcí dusíku, oxidu uhličitého a vodních par. Ultrafialové světlo rozštěpilo vodní páry na vodík, kyslík a ozon. Nejlehčí plyn, vodík, unikl do kosmického prostoru. vodík
těžké bombardování Země meteority, které proběhlo přibližně v této době. Je možné, že život začal dvakrát, nebo že byl na Zemi přinesen tělesy dopadajícími z kosmu. Před 3 460 miliony let vytvářeli fotosyntetizující mikrobi v teplých a mělkých vodách kupovité útvary známé jako stromatolity; jiní mikrobi žili z chemických látek produkovaných podmořskými horkými prameny. Chemické fosilie (viz str. 28) naznačují, že první eukaryonta (organismy s poměrně složitou stavbou buněk, které obsahují jádro) se objevila před asi 2,7 miliardami let, avšak první přímý fosilní doklad jejich existence je až z doby před 2,2 miliardami let.
PROKARYONTA
Tyto jednobuněčné organismy mají jednoduchou buňku bez struktury (jakou je například jádro), která je typická pro pokročilé buňky.
Americký fyzik Claire Patterson se po práci na první atomové bombě a studiu radioaktivity začal zajímat o výpočet stáří Země. V roce 1956 porovnal údaje získané z meteoritů a zemských minerálů a dospěl ke stáří 4,550 miliardy let. Toto byl první přesný odhad.
26
27
PREKAMBRIUM před miliony lety eon éra
4 600
4 500
4 400
4 300
4 200
4 100
prekambrium (4 560–543 miliony let) hadean (4 560–3 800 milionů let)
4 000
3 900
3 800
3 700
3 600
3 500
3 400
3 300
3 200
3 100
3 000
2 900
2 800
2 700
2 600
archaikum (3 800–2 500 milionů let)
perioda epocha klima
Země se ochladí, vznikají první
bombardování meteority vyvolalo odpaření raných oceánů
první organické molekuly
bombardování meteority zničí jakýkoliv rodící se život
život
nejstarší měsíční hornina
vznik Země geolo gické události
teploty rychle klesají, výrazně pod dnešní průměr
nejstarší stromatolity (Warrawoona Group v Austrálii)
první chemické fosilie, uhlík v metamorfovaných usazených horninách,
prvá prokaryonta a eukaryonta (prokázáno chemickými
mikroskopická vlákna a sféroidy
těžké bombardování meteority (150x větší než dnes) zirkon (z grónské archaické ruly) prokazuje kontinentální kůru
bombardování planetesimály rozrůznění zemských vrstev
vysoké teploty postupně klesají
první páskované železné rudy nejstarší minerály (zirkony)nejstarší hornina (Acasta gneiss, Kanada)
lávy s polštářovou texturou – důkaz přítomnosti vody
vznik Měsíce
malá tělesa a prach srůstají Pokračující tvorba vznikají zemské do velikosti asteroidu vrstvy vrstev zemského Raná akrece kosmického Prekambrický eon byl kdysi považován za tělesa byla geologickou terra incognita neznámého stáří, bez následována vznikem materiálu vytvořila větší a rostoucí těleso, v němž vznikaly fosilních zbytků. Teprve v roce 1956, kdy bylo primitivní atmosféry, a migrovaly taveniny. Těžké stáří Země spolehlivě určeno, ukázala se délka oceánů a možná prvky se koncentrovaly v jádře i života. Obnovené trvání – nesmírné 4 miliardy let – jasně zřetelnou. a lehčí ve výše ležícím plášti. bombardování Od té doby byly nalezeny fosilie, datovány KRYSTALY ZIRKONU horniny a vyřešen vznik sluneční soustavy. Rané meteority, jež tak Stáří krystalů ze západo těžké lehčí prvky období Země je dnes známo jako období zjizvilo Měsíc, také prvky australských hornin bylo tvoří plášť taveniny kataklyzmatických změn. Rané narůstání (akrece) určeno na 4,4–3,9 miliardy pustošilo Zemi migrují a rozrůznění jádra a kůry spolu s bombardováním a vyvolalo tavení z vesmírného prostoru vyvrcholily vznikem jejích hornin. Teprve Měsíce. asi před 3 800 miliony let byly obnoveny atmosféra a oceány. Nejstarší doklad o fosilním životě pochází z doby téměř ihned po tomto datu, ale organismy VZNIK MĚSÍCE se musely vyrovnat s nedostatkem kyslíku a silným vzniká Asi před 4,5 miliardami let se se Zemí srazilo těleso roztavené ultrafialovým zářením, neboť neexistovala ozonová o velikosti Marsu a utrhlo velký objem hornin. jádro jádro vrstva, která by je ochránila. Trvalo dlouho, než Úlomky byly zadrženy zemskou přitažlivostí, spojily se atmosféra a oceány dospěly do dnešního stavu. a ochrannou ozonovou vrstvu; bylo to podpořeno a vytvořily satelit, který známe jako Měsíc. Povrchová teplota pomalu klesala a množství i únikem vodních par, jejichž rozštěpením se do kyslíku pozvolna stoupalo, tak jak rostlo množství vyšší atmosféry dostal kyslík a ozon. bombardování Prekambrický eon se dělí na hadean, archaikum mikrobů, kteří fotosyntézou produkovali kyslík dopad země (impakt) tělesa (prahory) a proterozoikum (starohory); v jejich o velikosti akrece měsíce průběhu dynamické pochody vycházející ze Země úlomky krouží Marsu kolem země vytvářely nové horniny oceánského dna a jinde je zničily, zatímco rostly kontinenty a pohybovaly se díky pochodům nazývaným desková tektonika (viz str. 106–9). Mezitím probíhal pomalý rozvoj a rozrůznění mořských mikroorganismů. Velké úlomky události, jako rozsáhlý vulkanismus, dopady se taví kosmických těles a klimatické změny ústící v dávná a vytvářejí zalednění, neustále rušivě ovlivňovaly vyvíjející se Měsíc ekosystémy. I když měly často katastrofální účinky, je možné, že tyto změny výrazně stimulovaly spojování evoluci. horninových úlomků Země
ZEMĚ V PREKAMBRIU
BOMBARDOVÁNÍ METEORITY Stáří měsíčních hornin a měsíční povrch silně rozrytý krátery jsou dokladem toho, že asi 600 milionů let po svém vzniku byly Měsíc i Země intenzivně bombardovány z vesmíru. Měsíc má impaktové (dopadové) krátery, jako například Aitkenova pánev, o průměru až 2 500 kilometrů, a Země pro svou větší velikost a přitažlivost byla postižena rozsáhlejším bombardováním než Měsíc. Výsledkem bylo tavení hornin a zničení veškerého rodícího se života a atmosféry.
OCEÁNY A KONTINENTY Jak napovídá jméno, hadean byl pekelným obdobím: převratné události zničily prvotní atmosféru, oceány a život. V následujícím archaiku nastávalo hromadění vodních par unikajících ze sopek a vznikaly oceány, v jejichž vodách se rozpouštěly soli, takže slanost oceánů postupně rostla. Křemičitany (minerály) o malé hustotě se hromadily v podobě vnější zemské kůry. Pokračující sopečné erupce však neustále vytvářely nové povrchové horniny. Protože se Země již nezvětšovala akrecí, dříve vzniklé chladnější a těžší horniny klesly dovnitř, aby uvolnily místo novým lehčím horninám. Zemská kůra byla rozlámána v řadu desek s konvergentními nebo divergentními okraji (viz str. 108–109). Horniny o nízké hustotě se shlukováním měnily v kontinenty a horniny o větší hustotě vytvářely mořské dno.
ZAČÍNAJÍCÍ ŽIVOT Prvním dokladem života na Zemi jsou zbytky uhlovodíků v metamorfovaných usazených horninách Grónska, jejichž stáří je přibližně 3,8 miliardy let. Tato rezidua pocházejí od živoucích organismů, jimiž oxid vodík uhličitý pravděpodobně byly ve vodě žijící bakterie (prokaryonta), ultra které využívaly světelnou energii fialové kyslík světlo Slunce. Jejich vývoj musel a ozon voda pravděpodobně začít mnohem dříve, snad před více než 4 dusík miliardami let. Není známo, zda tento raný život mohl přežít druhá atmosféra
ATMOSFÉRA UMOŽŇUJÍCÍ ŽIVOT
úlomky z kosmického prostoru helium první atmosféra
atom vodíku atom uhlíku
METAN (CH4)
Nejjednodušší organickou sloučeninu tvoří jeden atom uhlíku a čtyři atomy vodíku.
CLAIRE PATTERSON
Prvopočáteční atmosféra Země byla dopady meteoritů a slunečním větrem zničena. Druhou atmosféru vytvořila vulkanická činnost svou produkcí dusíku, oxidu uhličitého a vodních par. Ultrafialové světlo rozštěpilo vodní páry na vodík, kyslík a ozon. Nejlehčí plyn, vodík, unikl do kosmického prostoru. vodík
těžké bombardování Země meteority, které proběhlo přibližně v této době. Je možné, že život začal dvakrát, nebo že byl na Zemi přinesen tělesy dopadajícími z kosmu. Před 3 460 miliony let vytvářeli fotosyntetizující mikrobi v teplých a mělkých vodách kupovité útvary známé jako stromatolity; jiní mikrobi žili z chemických látek produkovaných podmořskými horkými prameny. Chemické fosilie (viz str. 28) naznačují, že první eukaryonta (organismy s poměrně složitou stavbou buněk, které obsahují jádro) se objevila před asi 2,7 miliardami let, avšak první přímý fosilní doklad jejich existence je až z doby před 2,2 miliardami let.
PROKARYONTA
Tyto jednobuněčné organismy mají jednoduchou buňku bez struktury (jakou je například jádro), která je typická pro pokročilé buňky.
Americký fyzik Claire Patterson se po práci na první atomové bombě a studiu radioaktivity začal zajímat o výpočet stáří Země. V roce 1956 porovnal údaje získané z meteoritů a zemských minerálů a dospěl ke stáří 4,550 miliardy let. Toto byl první přesný odhad.