進化思想的地質記錄
我們對地質記錄的迷戀源於將過去存活的物種以化石的形式儲存在地球地殼中。為了適當地評估化石的相關性,我們必須首先了解這個記錄是如何形成的。確定地球的悠久歷史是現代地質學先驅者取得的重大成就之一。

岩石的形成從一開始就存在,而化石的形成則從生命開始就存在。侵蝕、風化作用、沉降、抬升、火山活動、搬運、物理風化和氣候變化都會導致岩石的形成。
地質記錄
在這些活動中,泥土、沙子或石頭被帶到窪地、湖泊或海洋的底部並在那裡堆積。偶爾,許多物種會死亡並被埋在這些水池的底部。沉積的物質隨後壓實和硬化,產生包含生命痕跡(以化石形式)的岩石層或地層。
對成層岩石的性質和分佈的研究可以構建岩石採集區域的地質歷史。透過研究岩石,還可以確定岩石形成的環境條件並估計其年齡。我們如何知道岩石有多老?地質學家使用兩種方法來測定岩石的年齡:相對年代測定和絕對年代測定。這些方法將在以下小節中進行討論 -

相對年代測定
相對年代測定法是基於岩石在地層或連續岩層中的位置。含有動植物殘骸的沉積物逐漸沉積在海洋和其他廣闊的水體中,最深的岩層應該是最古老的,最表層的岩層則是最新的。然而,之後可能會發生變形,導致地層傾斜或倒置,因此必須使用其他標準,例如岩床分級。
威廉·史密斯是一位土木工程師,他開發了相對年代測定方法,發現不同的化石組合可以區分不同的地層。這一發現可以確定距熟悉地點數千公里外的岩石的年齡,即使岩石型別發生變化。化石在地球歷史上從未再次出現,因此化石和岩層疊加在確定岩石年齡方面的意義重大。
絕對年代測定
放射性測年法可以確定岩石和化石層的絕對年齡。這種方法基於這樣一個事實:地球地殼中包含的放射性同位素以明確且恆定的速率衰變為穩定的非放射性元素。因此,它們構建了一個可以計時放射性時鐘。放射性測年法,通常稱為放射性測年法,是基於這樣一個事實:每種放射性同位素都有一個獨特的“半衰期”。
放射性同位素的半衰期是指一定數量的同位素衰變一半所需的時間。例如,鈾 238 的半衰期約為 45 億年。在此期間,只有鈾分子的一半會衰變,形成鉛和氦。鉛的原子量為 206,是鈾 238 的最終衰變產物。
科學家可以透過比較母體放射性物質與衰變產物的百分比來測量岩石樣品的絕對年齡。鉀 40 和碳 14 是用於放射性測年的其他兩種同位素。放射性碳的半衰期為 5760 ± 30 年,因此可以確定滅絕物種的骨骼、木材或其他含碳遺骸的放射性碳含量。
然後,新鮮組織中的平均含量與化石中的含量之間的差異被歸因於放射性衰變,並且根據已知的半衰期確定化石的年齡。隨著多種測年技術的出現,可以確定岩石及其內部化石的年齡範圍,從十幾萬年到幾百萬年。
地質年代尺度
古生物學家根據地層證據構建了一個地質年表,並將地球的年齡劃分為幾個代、紀和世。他們已經估計了主要地質時期的相對持續時間(以百萬年為單位)。從不同岩層獲得的化石記錄向我們展示了主要物種群體的首次出現時間。它還暗示了幾個現存物種的可能祖先和近親。
地質年代尺度是按照年齡順序排列的代、紀和世的排序。查看錶格可以揭示一些進化真相。它表明,特定時期的居民只是前一時期的居民的一部分的後代。它還表明,許多物種和屬消失了,沒有留下任何後代,即它們滅絕了。
化石
化石的研究為進化提供了最令人信服和直接的證據。化石是過去物種的記錄,透過埋藏在地質地層中而得以儲存。痕跡化石是指表明生物體特徵活動的化石。通常需要複雜的元素,例如脊椎動物的牙齒和骨骼、無脊椎動物的貝殼和骨針以及木本植物的部位才能形成化石。儲存在細粒沉積物中的精細部分是不尋常的。然而,化石記錄並不是一個完美的地質記錄。在整個歷史上,數百萬生物中只有極少數被儲存為化石,而且大多數生物無法形成化石。
責任是指確定一個人是否對另一個人的行為負責。地球歷史上的每一個時期對於產生和儲存沉積岩都不一定同樣有利。然而,某些物種(例如馬、駱駝和大象)的化石記錄非常完整,以至於當按時間順序排列時,可以產生一個完整的系列,從中可以顯示它們的進化。
結論
地質記錄是儲存在地球地殼中的化石記錄,由侵蝕、風化作用、沉降、抬升、火山活動、搬運、物理風化和氣候變化形成。地質學家使用兩種方法來測定岩石的年齡:相對年代測定和絕對年代測定。威廉·史密斯開發了相對年代測定方法。史密斯發現化石可以用來確定距熟悉地點數千公里外的岩石的年齡。
絕對年代測定是基於放射性同位素的持續衰變,而放射性測年法是基於放射性同位素的半衰期。地質年代尺度確定岩石和化石的年齡。古生物學家已經構建了一個地質年表來估計地球的年齡,化石為進化提供了直接證據。痕跡化石表明生物體特徵活動,但由於缺乏儲存,化石記錄並不完美。
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