Ο ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΧΡΟΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΠΡΩΤΟΙ ΑΝΘΡΩΠΟΙ.

 Η ιστορία της Γης και της ζωής είναι από τα πιο συναρπαστικά, αλλά και τα πιο δύσκολα προβλήματα που αντιμετωπίζει η επιστήμη. Η γεωλογική ιστορία της εξέλιξης του πλανήτη μας και η ιστορία της εξέλιξης της ζωής διήρκεσαν δισεκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο είναι πολύ δύσκολο κάποιος να μπορεί να αντιληφθεί αυτό τον χρόνο...



 Τα σπουδαιότερα στοιχεία του γεωλογικού χρονικού, είναι τα ίδια τα πετρώματα, τα ορυκτά τους, οι μεταβολές τους και τα απολιθώματα οργανισμών που βρίσκονται μέσα σ' αυτά. Μ' αυτά και άλλα γεωλογικά και παλαιοντολογικά δεδομένα το μεγάλο χρονικό διάστημα της ιστορίας της Γης διαιρέθηκε σε γεωλογικούς αιώνες, περιόδους, υποπεριόδους, εποχές και βαθμίδες. Στο σημείο αυτό πρέπει να προσεχθεί και να γίνει κατανοητή η έννοια του Γεωλογικού Χρόνου.

ο γεωλογικός χρόνος με τις υποδιαιρέσεις του: http://wdict.net/img/geologic+time+scale.jpg

 Για τον καθορισμό της απόλυτης ηλικίας των πετρωμάτων, της διάρκειας των αιώνων, περιόδων και εποχών χρησιμοποιείται με αρκετή ακρίβεια η μέθοδος της ραδιοχρονολόγησης. Για τον καθορισμό της σχετικής τους ηλικίας και της στρωματογραφικής τους αλληλουχίας χρησιμοποιούνται πλατιά χαρακτηριστικά απολιθώματα.

 

 Η εξέλιξη του γήινου φλοιού από τη δημιουργία του μέχρι σήμερα και οι μορφές ζωής που φιλοξένησε εξετάζονται μέσα στα πλαίσια της Ιστορικής Γεωλογίας.

Η Ιστορική Γεωλογία είναι, η μία από τις δύο μεγάλες υποδιαιρέσεις της γεωλογίας, (η άλλη είναι η Φυσική Γεωλογία) και περιλαμβάνει δύο κυρίως κλάδους: την Παλαιοντολογία και τη Στρωματογραφία, καθώς επίσης και άλλους δευτερεύοντες, όπως παλαιογεωγραφία, παλαιοκλιματολογία, παλαιοοικολογία, παλαιογεωφυσική (παλαιομαγνητισμός) κ.ά..

• Τα πρώτα ίχνη ζωής στον πλανήτη μας

 Από την περίοδο του καμβρίου και μετά - το κάμβριο είναι η πρώτη περίοδος του παλαιοζωϊκού αιώνα, που άρχισε πριν από 600 εκατομμύρια χρόνια - έχουμε ένα μεγάλο πλήθος απολιθωμάτων, με τα οποία μπορούμε να παρακολουθήσουμε τη γρήγορη οργανική εξέλιξη των ειδών. Η παλαιοντολογία, σχεδόν αποκλειστικά, ασχολείται με τη μελέτη των απολιθωμάτων από το κάμβριο μέχρι σήμερα και ονόμασε τις πριν από το κάμβριο περιόδους, Προτεροζωϊκό, Αζωϊκό και Αρχαϊκό, επειδή δεν μπορούσε να βρει απολιθώματα στα πετρώματα των περιόδων αυτών.

 Το προκάμβριο είναι η μεγαλύτερη, χρονικά, περίοδος της γεωλογικής ιστορίας της Γης, αρχίζει με τη στερεοποίηση του φλοιού της (4,5 - 4,7 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου) και φτάνει μέχρι το κάμβριο (600 εκατ. χρόνια), ξεπερνά δηλαδή σε διάρκεια τα 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Προκαμβριανής ηλικίας πετρώματα εμφανίζονται σε πολλές περιοχές της Γης που είναι γνωστές με το όνομα ασπίδες (πλατφόρμες). Τα πετρώματα αυτά είναι συνήθως μεταμορφωμένα ή ημιμεταμορφωμένα. Παρ' όλα αυτά, σχετικά μη μεταμορφωμένα ιζήματα του προκάμβριου είναι γνωστά σε ορισμένους τόπους (π.χ. Νότια Αυστραλία).

Προκαμβρικά πετρώματα στη Γη

  Προκάμβρια απολιθώματα βρέθηκαν κατά καιρούς σποραδικά και περιγράφηκαν, αλλά η συγγένεια και η συσχέτισή τους με άλλες ομάδες παρέμεινε σκοτεινή.
 

 Ο πρώτος μεγάλος σταθμός στην εξέλιξη της ζωής είναι το πέρασμα από την "αβιοτική χημική εξέλιξη" στην οργανική. Εκατομμύρια χρόνια θα πρέπει να διήρκεσε η εποχή της χημικής εξέλιξης, μέχρις ότου τυχαία οργανικά μόρια συγκεντρώθηκαν και δημιούργησαν ένα ζωντανό οργανισμό. Ο πρώτος αυτός τύπος ζωής ονομάστηκε από το Ρώσο βιοχημικό A. Oparin "πρωτόβιο". Απολιθώματα πρωτόβιων δεν βρέθηκαν μέχρι σήμερα. Η περίοδος κατά την οποία άρχισε η οργανική εξέλιξη προσδιορίζεται σε 3-4 δισεκατομμύρια χρόνια. Με χημικές αναλύσεις πετρωμάτων και τη μέθοδο της αέριας - υγρής χρωματογραφίας για το διαχωρισμό των υδρογονανθράκων, προσδιορίστηκε οργανική ύλη που προήλθε από ζωντανούς οργανισμούς σε πετρώματα ηλικίας μέχρι και 3,3 δισεκατομμύρια χρόνια.

 Οι πρώτοι οργανισμοί του πλανήτη μας ήταν απλά κύτταρα, χωρίς πυρήνα (προκαρυωτικά) και ετερότροφοι. Στην αρχή η εξέλιξη τους ακολούθησε έναν πάρα πολύ αργό ρυθμό. Αυτό οφείλεται ίσως στην απουσία οξυγόνου. Χρειάστηκε να περάσει πολύς χρόνος για να σχηματισθεί το ατμοσφαιρικό οξυγόνο από την υδρόσφαιρα και τα πρώτα φωτοσυνθετικά φυτά. Έτσι δόθηκε η αποφασιστική ώθηση για τη γρήγορη εξέλιξη του οργανικού κόσμου που ακολούθησε.
 

 Τα πρώτα απολιθώματα βρέθηκαν σε ορισμένα ιζηματογενή πετρώματα της περιοχής Transvaal της Νότιας Αφρικής.

 Ο σχηματισμός αυτών των πετρωμάτων βρίσκεται σε μια περιοχή ορυχείων χρυσού, που έχει μελετηθεί γεωλογικά λεπτομερέστατα. Αποτελείται βασικά από μαύρους, γκρίζους και πρασινωπούς κερατόλιθους, σχιστόλιθους, χαλαζίτες, σιδηρομεταλλεύματα και σποραδικά από ανδεσίτες. Η ηλικία του σχηματισμού υπολογίστηκε με ραδιοχρονολόγηση (μέθοδος ρουβιδίου Rb87 - στροντίου Sr87) και βρέθηκε ότι είναι 3,2 δισεκατομμύρια χρόνια.

 Μεγάλης σπουδαιότητας γεγονός είναι ότι τα φωτοσυνθετικά κυανοφύκη της εποχής εκείνης (μέσο προκάμβριο) έδιναν στην ατμόσφαιρα οξυγόνο. Η μεγάλη όμως ποικιλία των μορφών που αναπτύχθηκαν στα διάφορα οικολογικά περιβάλλοντα, αποτελεί το δεύτερο μεγάλο σταθμό της εξέλιξης της ζωής.

 Παράλληλα με την εμφάνιση του πυρήνα, στο τέλος του προκαμβρίου, είχε συμπληρωθεί βαθμιαία η ατμόσφαιρα με αρκετό οξυγόνο, για να σχηματισθεί και η οζονόσφαιρα (Ο3), που σαν ασπίδα προστάτεψε τη ζωή από την καταστρεπτική υπεριώδη ακτινοβολία. Οι δύο αυτοί παράγοντες συντέλεσαν ώστε να έχουμε μια γρήγορη εξέλιξη και μια μεγάλη ποικιλία φυτών και ζώων σ' όλα τα οικολογικά περιβάλλοντα του πλανήτη μας τα τελευταία 600 εκατομμύρια χρόνια.
 

 Τα απολιθώματα που βρέθηκαν στους πιο πάνω προκαμβριανούς γεωλογικούς σχηματισμούς είναι τα αρχαιότερα που έχουν βρεθεί μέχρι σήμερα στον πλανήτη μας, δεν πρέπει όμως να είναι και τα μοναδικά. Οπωσδήποτε μια πιο σχολαστική έρευνα σ' όλους τους προκαμβριανούς σχηματισμούς της Γης, θα φέρει στο φως καινούργια γένη και είδη που θα συμπληρώσουν τα μέχρι σήμερα γνωστά, αλλά και θα δώσουν αποδείξεις για ορισμένες βαθμίδες της εξέλιξης που παραμένουν σκοτεινές.

Το Προκάμβριο όπως απεικονίστηκε με βάση τα απολιθώματα.

• Παλαιοντολογία του ανθρώπου

 Δεν θα μπορούσε κανείς να εμβαθύνει στη φύση του ανθρώπου αν δεν προσπαθούσε να βρει την αρχή της καταγωγής του και να εξετάσει τη μακριά και πολυδαίδαλη πορεία της εξέλιξης του στα πρώτα και τα κατοπινά της στάδια. Φυσικά στο σύντομο αυτό σημείωμα δεν θα αναφερθούμε στα επιμέρους προβλήματα της ανθρώπινης καταγωγής και εξέλιξης, αλλά θα ξεκινήσουμε με δυο βασικές φιλοσοφικές θέσεις της θεωρίας της εξέλιξης: Πρώτο ότι ο άνθρωπος είναι ένα ζώο, φτιαγμένο όπως τα άλλα ζώα, αλλά ξεχωριστό σαν είδος εξαιτίας της ψηλότερης και διαφορετικής ανάπτυξης της ευφυίας του, κάτι που ακόμη και οι προεξελικτικοί βιολόγοι αναγνώρισαν με πιο χαρακτηριστική την κατάταξη του ανθρώπινου είδους (Homo sapiens) που έκανε το δέκατο όγδοο αιώνα ένας αντιεξελικτικός φυσιοδίφης, ο Λινναίος. Αυτός ταξινόμησε τον άνθρωπο στην τάξη των Πρωτευόντων (Primates) των θηλαστικών (Mammalia) μαζί με τους πιθήκους. Η ταξινόμηση αυτή είναι ακόμη αποδεκτή από τους βιολόγους. Και δεύτερο ότι ο άνθρωπος, όπως όλοι οι σύγχρονοι οργανισμοί, εξελίχτηκε από άλλα κατώτερα όντα. Αυτό είναι τόσο σίγουρο, όσο μπορεί να ΄ναι ένα επιστημονικό συμπέρασμα.

 Οι πίθηκοι μοιάζουν με τον άνθρωπο περισσότερο απ' όλους τους άλλους ζωντανούς οργανισμούς. Αυτό έχει επιβεβαιωθεί με πολύ έρευνα στη δομή, στη φυσιολογία και στη συμπεριφορά. Θα πρέπει να τονιστεί ότι είναι τελείως απίθανο το γεγονός ότι κάθε ζωντανός πίθηκος αντιπροσωπεύει τον ανθρώπινο πρόγονο ή ότι είναι πολύ στενά όμοιος μ' αυτόν. Όλοι οι σύγχρονοι πίθηκοι έχουν υποστεί διαφοροποιήσεις που σίγουρα δεν συνέβησαν στους προγόνους μας. Είχαν κι αυτοί αναμφισβήτητα ένα κοινό πρόγονο με μας, αλλά από τότε παρέκκλιναν οριστικά από τη γραμμή των επόμενων προγόνων μας.

 Αν γίνει δεκτό ότι ο Ραμαπίθηκος ήταν ο άμεσος πρόγονος του ανθρώπου, τότε η εξελικτική πορεία των ανθρωποειδών έχει διάρκεια μεγαλύτερη από 10 εκατομμύρια χρόνια.
 

 Στη συνέχεια περιγράφονται σύντομα ορισμένες παλαιοντολογικές μορφές, σταθμοί στην εξέλιξη του ανθρώπου. Εκείνο που πρέπει να προσεχθεί ιδιαίτερα είναι η σειρά τοποθέτησης τους (αλληλουχία) στην εξελικτική κλίμακα και η ραγδαία ανάπτυξη των κύριων ανθρώπινων μορφών κατά τα τελευταία 1 εκατομμύρια χρόνια, δηλαδή κατά την Τεταρτογενή (ή ανθρωπογενή) γεωλογική περίοδο.

 Το Τεταρτογενές είναι η νεότερη χρονικά περίοδος της ιστορίας της Γης, που άρχισε πριν από 1,8-2 εκατομμύρια χρόνια και συνεχίζει μέχρι σήμερα. Χωρίζεται στο Πλειστόκαινο που είναι τo κυριότερο τμήμα του και στο Ολόκαινο που είναι τα τελευταία 10 χιλιάδες χρόνια της ιστορίας της Γης. Το Τεταρτογενές παρουσιάζει μια ιδιαιτερότητα στην κλιματική του κατάσταση με τις διαδοχικές εναλλαγές θερμών και ψυχρών περιόδων (παγετώδεις και μεσοπαγετώδεις περίοδοι).

 Γενικά οι Τεταρτογενείς σχηματισμοί αποτελούν μια μεγάλη ποικιλία θαλάσσιων αλλά κυρίως χερσαίων αποθέσεων, κατά κανόνα χαλαρών. Θα πρέπει πάντως να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει κάποιο σαφώς καθορισμένο όριο μεταξύ του Πλειόκαινου (προηγούμενη γεωλογική περίοδος) και Πλειστόκαινου και για το λόγο αυτό συχνά τα αντίστοιχα ιζήματα αναφέρονται αδιαίρετα σαν πλειοπλειστοκαινικά. Ένας χαρακτηριστικός και διαδομένος πλειοπλειστοκαινικός σχηματισμός είναι ο χερσαίος σχηματισμός του Βιλλαφράγκιου, ο οποίος αποτελείται γενικά από ποταμοχειμάρρια, ποτάμια και λιμνοδελταϊκά ιζήματα, όπως χαλαρά κροκαλοπαγή, άμμους, αργιλόμαρ-γες κ.ά. Τυπικοί χερσαίοι τεταρτογενείς σχηματισμοί είναι οι παγετώδεις και μεσοπαγετώδεις αποθέσεις, κυρίως κώνοι πλευρικών κορημάτων, λιθώνες, μοραίνες κ.ά.

Περισσότερες πληροφορίες για το κλίμα του τεταρτογενούς πατήστε εδώ.

• Πρωτεύοντα στη γραμμή εξέλιξης του ανθρώπου

 Ο Ραμαπίθηκος (Ramapithecus), είναι ένα γένος (αν και έχουν πολλά ονόματα γενών) της ομάδας των Ραμαπιθήκων, γνωστό από τα απολιθώματα του Μειόκαινου (8-15 εκατ. χρ.) της Ασίας (κυρίως της Ινδίας, αλλά και Αφρικής και νότιας Ευρώπης). Ανήκει στους Σιβαπιθήκους (συνώνυμο των Δρυοπιθήκων της Αφρικής και Ευρώπης). Έχει κυρίως ανατομικά χαρακτηριστικά πιθήκων, αλλά τα λίγα "ανθρώπινα" χαρακτηριστικά τον τοποθετούν κατά μια άποψη στη βάση της εξέλιξης ανθρώπων και πιθήκων.

Γνωστό γένος της ομάδας από τον Ελληνικό χώρο είναι ο Ουρανοπίθηκος (Ouranopithecus makedoniensis).

  Ο Προκόνσουλ (Proconsul) είναι ένα από τα παλιότερα "γένη" βρυοπιθήκων και είναι γνωστός από απολιθώματα του Μειόκαινου (10-18 εκατ. χρ.) της Αφρικής. Φαίνεται πως θα μπορούσε να είναι πρόγονος του σημερινού χιμπατζή, αν και έχει αρκετά ανθρωπόμορφα χαρακτηριστικά. Για το λόγο αυτό θεωρείται ότι αντιπροσωπεύει τη βαθμίδα πριν από το διαχωρισμό των ανθρώπων και των πιθήκων.

εξέλιξη του κρανίου των πρωτευόντων θηλαστικών.

• Οι πρώτοι άνθρωποι

 Περισσότερα απολιθωμένα δείγματα πρωτόγονων ανθρώπων έχουν βρεθεί σε στρώματα του Πλειόκαινου (4-2 εκατ. χρ.) και κυρίως του Πλειστόκαινου.

 Οι Αυστραλοπίθηκοι (γένος Australopithecus) ήταν όντα που είχαν πολλά χαρακτηριστικά του Προκόνσουλ, του σημερινού χιμπατζή, αλλά και ανθρώπινα, όπως στα δόντια, τη λεκάνη, που ήταν τυπικά ανθρώπινη και η όρθια στάση. Ο όγκος της κρανιακής τους κοιλότητας ήταν 400-550 cm3 περίπου.

 Οι αυστραλοπίθηκοι αρχικά είχαν τοποθετηθεί ανάμεσα στους Δρυοπιθήκους (Ραμαπίθηκο και Προκόνσουλ) και τον Σύγχρονο Άνθρωπο. Σήμερα όμως θεωρούνται μάλλον παράλληλοι κλάδοι, που προέκυψαν από τους Δρυοπιθήκους, αλλά δεν έχουν σχέση με τον κύριο κορμό της εξέλιξης του Ανθρώπου. Εξαφανίστηκαν στο πρώιμο Πλειστόκαινο.

 Ένα από τα πιο παλιά απολιθώματα αυστραλοπιθήκων είναι ο A. afarensis, ηλικίας 3,5-2,5 εκατομ. ετών. Ανήκει στα περίφημα ευρήματα της ομάδας του καθηγητή Λήκυ (Λίμνη Τουρκάνα, Αφάρ, ανατολικής Αφρικής) και κατά μία άποψη μπορεί να τοποθετηθεί στη βάση της εξέλιξης των αυστραλοπιθήκων και ανθρώπων (Homo).

Άλλα γνωστά είδη αυστραλοπιθήκων είναι ο A. africanus (μικρόσωμος), ο Α. robustus (μεγαλόσωμος, με περισσότερα ανθρώπινα χαρακτηριστική).

 Ο Australopithecus robustus είχε πλατύ πρόσωπο, χαμηλό κρανίο, επίπεδο μέτωπο. Οι ογκώδεις γνάθοι του, καθώς και τα ισχυρά του δόντια δείχνουν ότι ήταν φυτοφάγος.

• Το γένος Homo

 Οι πρώτοι πραγματικοί άνθρωποι θεωρούνται εκείνοι του Homo erectus (όρθιου ανθρώπου). Έζησαν στο διάστημα από 1.500.000 μέχρι 100.000 χρόνια. Η πρώιμη μορφή των Homo erectus κατατάχθηκε σαν Homo habilis (ο πρώτος άνθρωπος που κατασκεύασε εργαλεία).

 Ο Homo erectus είχε μεγαλύτερο όγκο εγκεφάλου (600-800 cm3), ισχυρά πίσω δόντια και γνάθους παρόμοιες μ' εκείνα των Αυστραλοπιθήκων. Αλλά είχε μεγαλύτερο πλάτος του μετωπικού και σημαντικές διαφοροποιήσεις στα δόντια σε σχέση με τους Αυστραλοπιθήκους. Αναπτύχθηκε κυρίως στην Αφρική, ΝΑ Ασία, Ινδονησία (Pithecanthropus), αλλά και στη νότια Ευρώπη. Μεταβατική μορφή από το Homo erectus προς τον Homo Sapiens αποτελεί ο άνθρωπος των Πετραλώνων Χαλκιδικής.

 Μια από τις πρώτες μορφές Homo sapiens είναι εκείνη του Νεαντερτάλιου τύπου (Homo sapiens neantertalensis). Όγκος εγκεφάλου 1450 cm³. Κατά παλιότερες εκδοχές είχε τοποθετηθεί σαν ξεχωριστό είδος στην εξελικτική βαθμίδα μεταξύ Homo erectus και σύγχρονου ανθρώπου (Homo sapiens). Σήμερα όμως θεωρείται παράλληλος κλάδος των κυρίως ανθρώπων που έζησε μεταξύ 150.000 και 50.000 χρόνια περίπου. Οι κατ' εξοχήν άνθρωποι αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια της τελευταίας παγετώδους εποχής (Wόurm, 70.000-10.000), οπότε προς το τέλος αυτής της εποχής και το πέρασμα στο Ολόκαινο (νεολιθική) διαμορφώθηκαν οι σημερινές φυλές.

το κρανίο των Πετραλώνων.