บทที่ 4 ธรณีประวัติ

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) นักธรณีวิทยาแบ่งเวลานับตั้งแต่โลกเกิดขึ้นมาจนถึงปัจจุบันออกเป็นคาบเวลา จากใหญ่ไปเล็กได้แก่ บรมยุค (Eon), มหายุค (Era), ยุค (Period), สมัย (Epoch)  โดยทั้งหมดมี 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

บรมยุค (Eon)	มหายุค (Era)	ยุค (Period)		เวลา (ล้านปีก่อน)	เหตุการณ์
อาร์คีโอโซอิก	- -	พรีแคมเบรียน		4,600	กำเนิดโลก
โพรเทอโรโซอิก				2,500	พืชและสัตว์ชั้นต่ำ กำเนิดออกซิเจน
ฟาเนอโรโซอิก -	พาลีโอ โซอิก	แคมเบรียน		545	สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอยู่ในทะเล
		ออร์โดวิเชียน		490	หอยและปู ปลาไม่มีขากรรไกร
		ไซลูเรียน		443	พืชบกใช้สปอร์ ปลามีขากรรไกร
		ดีโวเนียน		417	แมลง สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ พืชมีท่อ
		คาร์บอนิเฟอรัส		354	ป่าผืนใหญ่ เกิดสัตว์เลื้อยคลาน
		เพอร์เมียน		295	เฟิร์นและสน การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุด ทวีปใหญ่พันเจีย
	เมโสโซอิก	ไทรแอสสิก		248	สัตว์เลื้อยคลานเลี้ยงลูกด้วยนม
		จูแรสสิก		205	ไดโนเสาร์เฟื่องฟู นกพวกแรก
		เครเทเชียส		144	พืชดอก ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ในปลายยุค
	เซโนโซอิก	เทอเชียรี	พาลีโอจีน	65	สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแพร่พันธุ์
			นีโอจีน	24	ลิงยืนสองขา โฮโมอีเรกตัส
		ควอเทอนารี	ไพลสโตซีน	1.8	เสือเขี้ยวโค้ง ช้างแมมมอท และหมีถ้ำ
			โฮโลซีน	0.01	มนุษย์โฮโมเซเปียนส์

บรมยุคทั้งสาม

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 สิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรแพร่พันธุ์ทวีปริมาณเพิ่มขึ้นจนต้องวิวัฒนาการขึ้นมา อยู่บนบก 

- 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

               แม้ว่านักธรณี วิทยาจะแบ่งเวลาในอดีตของโลกออกเป็น 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

ตารางที่ 1 เวลาทางธรณีวิทยา 

บรมยุค (Aeon)	มหายุค (Era)	ยุค (Period)		เวลา (ล้านปีก่อน)	เหตุการณ์
อาร์คีโอโซอิก	- -	พรีแคมเบรียน		4,600	กำเนิดโลก
โพรเทอโรโซอิก				2,500	พืชและสัตว์ชั้นต่ำ กำเนิดออกซิเจน
ฟาเนอโรโซอิก -	พาลีโอ โซอิก	แคมเบรียน		545	สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอยู่ในทะเล
		ออร์โดวิเชียน		490	หอยและปู ปลาไม่มีขากรรไกร
		ไซลูเรียน		443	พืชบกใช้สปอร์ ปลามีขากรรไกร
		ดีโวเนียน		417	แมลง สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ พืชมีท่อ
		คาร์บอนิเฟอรัส		354	ป่าผืนใหญ่ เกิดสัตว์เลื้อยคลาน
		เพอร์เมียน		295	เฟิร์นและสน การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุด
	เมโสโซอิก	ไทรแอสสิก		248	สัตว์เลื้อยคลานเลี้ยงลูกด้วยนม
		จูแรสสิก		205	ไดโนเสาร์เฟื่องฟู นกพวกแรก
		เครเทเชียส		144	พืชดอก ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ในปลายยุค
	เซโนโซอิก	เทอเชียรี	พาลีโอจีน	65	สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแพร่พันธุ์
			นีโอจีน	24	ลิงยืนสองขา โฮโมอีเรกตัส
		ควอเทอนารี	ไพลส์โตซีน	1.8	เสือเขี้ยวโค้ง ช้างแมมมอท และหมีถ้ำ
			โฮโลซีน	0.01	มนุษย์โฮโมเซเปียนส์

พรีแคมเบียน (Precambrian)

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

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 บนบกเกิดการแพร่พันธุ์ของสัตว์เลื้อยคลานที่มีลักษณะคล้ายสัตว์เลี้ยงลูก ด้วยนม ในปลายยุคเพอร์เมียนได้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ (Mass extinction) สิ่งมีชีวิตทั้งบนบกและในทะเลหายไปร้อยละ 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 แผ่นธรณีอินเดียเคลื่อนที่เข้าหาแผ่นธรณีเอเซียทำให้เกิดเทือกเขาหิมาลัยและ ที่ราบสูงทิเบต  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