Geologische Zeitskala

Die geologische Zeitskala ist eine hierarchische Unterteilung der Erdgeschichte. Sowohl die Hierarchie-Ebenen als auch die Zeitabschnitte sind benannt. Die älteren Zeitabschnitte („Präkambrium“) sind hierbei weniger fein untergliedert als die jüngeren, und ihre Unterteilung erfolgt ausschließlich anhand tektonischer Phasen. Mit Beginn des Phanerozoikums („Zeitalter des sichtbaren [tierischen] Lebens“) vor 541 Mio. Jahren setzt der kontinuierliche Fossilbericht ein, der mit den Methoden der Biostratigraphie eine differenziertere Einteilung ermöglicht. Die Grenzen der Zeitabschnitte werden mit den Methoden der Geochronologie, hauptsächlich radiometrisch, mit einem absoluten (numerischen) Alter belegt.

Konventionell wird die zeitliche Abfolge von unten nach oben dargestellt, so wie die Serien der Sedimentgesteine innerhalb eines idealisierten tektonisch ungestörten Gesteinsprofils anzutreffen sind.

Eine in der internationalen geowissenschaftlichen Gemeinschaft allgemein akzeptierte Fassung der geologischen Zeitskala wird von der International Commission on Stratigraphy (ICS) erarbeitet und unter der Bezeichnung International Stratigraphic Chart publiziert. Die Tabelle rechts zeigt die stratigraphischen Einheiten nach ICS-Standard in kompakter, nicht maßstäblicher Darstellung (die Einheiten der beiden untersten Hierarchieebenen sind nicht mit enthalten).

Duale Nomenklatur

Die Erdgeschichte überspannt einen gigantischen Zeitraum (englisch auch als deep time, „tiefe Zeit“, bezeichnet), der in hierarchisch strukturierte Intervalle unterteilt wird. In der von der Internationalen Kommission für Stratigraphie (ICS) festgelegten globalen Standard-Zeitskala, an der sich alle anderen globalen Skalen orientieren, folgt die hierarchische Gliederung zwei parallel verwendeten und einander relativ ähnlichen Konzepten: der Geochronologie und der Chronostratigraphie. Die geochronologische Gliederung bezieht sich ausschließlich auf die Zeitabschnitte der Erdgeschichte („Erdzeitalter“, geologische Zeit). Die Chronostratigraphie bezieht sich hingegen auf die geologische Überlieferung, das heißt auf die Gesamtheit oder eine bestimmte Teilmenge der Gesteine, die aus einem solchen Zeitabschnitt überliefert sind.

Das geochronologische und das chronostratigraphische Konzept unterscheiden sich nomenklatorisch nur in der Benennung der Hierarchieebenen.

Die Bezeichnungen der geochronologischen Hierarchieebenen lauten:

• Äon (englisch eon, gr. aiṓn, „Ewigkeit“)
  • Ära (englisch era, mittellateinisch aera „Zeitalter“)
    • Periode (englisch period, griechisch períodos „sich wiederholender Abschnitt“)
      • Epoche (englisch epoch, griechisch epochḗ „Haltepunkt“)
        • Alter (englisch age)

Der naturwissenschaftlich nicht festgelegte, allgemeinsprachliche Begriff Erdzeitalter steht meist für einen größeren Zeitabschnitt der Erdgeschichte. In der Regel bezieht er sich auf die Ären und Perioden der geologischen Zeitskala und damit auf Intervalle von mindestens zwei, meist jedoch zwischen 40 und 250 Millionen Jahren.

Die Bezeichnungen der chronostratigraphischen Hierarchieebenen lauten:

• Äonothem (englisch eonothem)
  • Ärathem (englisch erathem)
    • System (englisch system)
      • Serie (englisch series)
        • Stufe (englisch stage)

Die Namen der Intervalle sind in beiden Konzepten identisch.

Beispiel zur Veranschaulichung: Die Aussage „Im Devon lebten die ersten Landwirbeltiere“ bezieht sich auf die geologische Zeit und das geochronologische Konzept des Intervalls Devon (Periode). Die Aussage „Im Devon Grönlands wurden zahlreiche Überreste früher Landwirbeltiere gefunden“ bezieht sich auf die geologische Überlieferung und das chronostratigraphische Konzept des Intervalls Devon (System). Im letztgenannten Fall könnte man den Namen des Zeitabschnittes auch durch die Nennung einer oder mehrerer lithostratigraphischer Einheiten ersetzen („In der [devonischen] Britta-Dal-Formation Grönlands wurden zahlreiche Überreste früher Landwirbeltiere gefunden“) und eine Präzisierung der stratigraphischen Angabe „Devon“ ist mittels der Attribute „oberes“ bzw. „unteres“ vorzunehmen („Im oberen Devon Grönlands wurden zahlreiche Überreste früher Landwirbeltiere gefunden“ bzw. „In der oberdevonischen Britta-Dal-Formation Grönlands wurden […]“). Bei Nutzung des geochronologischen Konzeptes eines Intervalls ist die Präzisierung mittels der Attribute „frühes“ bzw. „spätes“ vorzunehmen („Im späten Devon lebten die ersten Landwirbeltiere“).

Beide Konzepte sind eng miteinander verknüpft, denn absolute (numerische) Alters- bzw. Zeitangaben können nur aus geologisch überliefertem Material gewonnen werden, im Regelfall durch radiometrische Datierung. Eine strikte Trennung von Geochronologie und Chronostratigraphie wird in der Praxis daher nur selten durchgehalten. Die aktuelle Version der Standard-Zeitskala der ICS trägt den Titel International Chronostratigraphic Chart, obwohl im Tabellenkopf auch die Bezeichnungen für die geochronologischen Hierarchieebenen stehen.

Regionale Skalen

In verschiedenen Regionen der Erde (Nordamerika, Westeuropa, Osteuropa, China, Australien) werden neben der globalen Standard-Zeitskala auch regionale Skalen verwendet. Diese unterscheiden sich voneinander und von der Standard-Zeitskala hinsichtlich der Benennung einiger Intervalle, meist der mittleren und unteren Hierarchieebenen, sowie hinsichtlich des absoluten (numerischen) Alters einiger Intervallgrenzen. Sie tragen damit Besonderheiten der geologischen Überlieferung in der entsprechenden Region Rechnung. Es handelt sich folglich um „rein“ chronostratigraphische Tabellen. Einzelne Abschnitte dieser regionalen Skalen können in subregionalem Maßstab wiederum voneinander abweichen.

Beispielsweise sind für die Kaltzeiten des Pleistozäns von Nordamerika, der Norddeutschen Tiefebene und des Alpenraums unterschiedliche Bezeichnungen in Gebrauch und das Perm von Mitteleuropa, Dyas genannt, beginnt früher als das Perm der globalen Zeitskala und anderer regionaler Skalen.

Quellen

• Felix M. Gradstein, James G. Ogg, Alan G. Smith (Hrsg.): A Geologic Time Scale 2004. Cambridge University Press, Cambridge (UK) 2004, ISBN 0-521-78673-8.