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 Millionen 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,beispielsweise die Geologic Time Scale der Geological Society of America 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 , „Ewigkeit“) Ära (englisch , mittellateinisch „Zeitalter“) Periode (englisch , griechisch „sich wiederholender Abschnitt“) Epoche (englisch , griechisch „Haltepunkt“) Alter (englisch )
Der naturwissenschaftlich nicht festgelegte, allgemeinsprachliche Begriff Erdzeitalter steht meist für einen größeren Zeitabschnitt der Erdgeschichte.Lemma Erdzeitalter im Digitalen Wörterbuch der deutschen Sprache In der Regel bezieht er sich auf die Ären und Perioden der geologischen ZeitskalaLemma Erdzeitalter im Spektrum-Kompaktlexikon der Biologie und damit auf Intervalle von mindestens zwei, meist jedoch zwischen 40 und 250 Millionen Jahren.
Die Bezeichnungen der chronostratigraphischen Hierarchieebenen lauten: Äonothem (englisch ) Ärathem (englisch ) System (englisch ) Serie (englisch ) Stufe (englisch ) 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.Anmerkung: Tatsächlich ist das Konzept der geologischen Zeit von dem der geologischen Überlieferung abgeleitet. So waren im deutschen Sprachraum früher Bezeichnungen wie Karbon-Formation, Trias-Formation usw. üblich, wenn Gesteinsabfolgen eines bestimmten relativen Alters gemeint waren. Mittlerweile ist der Begriff der Formation enger definiert und wird nicht mehr in der Chronostratigraphie benutzt. 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.International Chronostratigraphic Chart, offizielle Webpräsenz der ICS (www.stratigraphy.org)
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.
Definition der Einheitengrenzen mini|Der „goldene Nagel“, der die Untergrenze des Ediacariums und damit die Obergrenze des Cryogeniums im Referenzprofil (Aufschluss einer Dolomit-Abfolge am Enorama Creek in der Flinderskette, South Australia) kennzeichnet. Oberhalb und links der Markierung sind Beprobungsstellen zu sehen. Die Grenzen der Einheiten bzw. Intervalle des Phanerozoikums sind primär meist anhand des Erscheinens (engl.: first appearance date, FAD) oder Verschwindens (engl.: last appearance date, LAD) bestimmter Tierarten im Fossilbericht (ein sogenanntes Bioevent) definiert. Es handelt sich dabei stets um Überreste von Meeresorganismen, weil zum einen Meeressedimente, speziell Schelfsedimente, in der geologischen Überlieferung wesentlich häufiger sind als festländische Sedimente, und zum anderen, weil Schelfsedimente im Schnitt deutlich fossilreicher sind als festländische Sedimente. Definiert ist jeweils immer nur die Basis, die Untergrenze, einer Einheit, und die Obergrenze ist identisch mit der Basis der nächstfolgenden. Neben den primären Markern sind die Einheiten zusätzlich durch sekundäre Marker definiert, die das Auffinden der Einheitengrenze in Sedimenten, die den Primärmarker faziesbedingt (siehe Ablagerungsmilieu) nicht enthalten, ermöglichen soll. Neben Fossilien dienen auch geochemischeAnmerkung: Der bekannteste geochemische Marker dürfte die Iridiumanomalie an der Kreide-Tertiär-Grenze sein. und/oder magnetostratigraphische Anomalien als Marker. Für einen Großteil der Einheiten der geologischen Zeitskala im Rang einer Stufe wurden mittlerweile spezielle Aufschlüsse bestimmt, in deren Sedimentgesteinsschichten die entsprechend definierte Stufenuntergrenze mit dem Primärmarker und ggf. mehreren Sekundärmarkern enthalten und optisch („goldener Nagel“) gekennzeichnet ist. Dieses Referenzprofil wird Global Stratotype Section and Point (GSSP) genannt.Liste aller bislang festgelegten GSSPs auf der Website der ICS (englisch) mit numerischem Alter, Lokalitätsdaten, Art des oder der stratigraphischen Marker(s) usw.; ein Datenblatt mit weiteren Details ist jeweils in der ganz linken Spalte verlinkt Die Untergrenze einer höherrangigen Einheit (Serie, Periode usw.) wird durch die Untergrenze der untersten in ihr enthaltenen Stufe festgelegt. Die Untergrenze der Kreidezeit wird folglich definiert durch die gleichen Kriterien, die auch die Untergrenze des Berriasiums definieren.
Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurden Methoden entwickelt, mit deren Hilfe es möglich wurde, bestimmte Gesteine, in der Regel magmatischen Ursprunges, absolut (numerisch) radiometrisch zu datieren. Aus dem Alter eines solcherart datierten Gesteins ergibt sich indirekt das absolute Mindest- oder Höchstalter auf- bzw. darunterlagernder fossilführender Sedimentgesteine, damit auch das ungefähre absolute Alter der darin enthaltenen Fossilien, und durch weltweit ausgiebige Beprobung schließlich auch das absolute Alter jener Fossilien, die die Grenzen der Einheiten der geologischen Zeitskala definieren. Entsprechend sind auch die absoluten Alter dieser Einheiten bekannt sowie die absoluten Zeitspannen, über die sie sich erstrecken.
Die Zusammenfassung der Alter/Stufen zu Perioden/Systemen und dieser wiederum zu Ären/Ärathemen erfolgt aufgrund gemeinsamer Merkmale der Fossilüberlieferung in den Sedimentgesteinen dieser Einheiten. Die Grenzen höherrangiger Einheiten fallen daher oft mit bedeutenden Massenaussterben zusammen, in deren Folge sich die Zusammensetzung der fossilen Faunen deutlich und vor allem auf höheren taxonomischen Niveaus ändert. Die geologische Zeitskala bildet damit auch die Evolutionsgeschichte ab.
Die Einteilung des Präkambriums und damit des weitaus längsten Abschnittes der Erdgeschichte kann, mit Ausnahme des Ediacariums, hingegen nicht auf Grundlage von Fossilien erfolgen, weil es in diesen Gesteinen keine oder wenigstens keine brauchbaren Fossilien gibt. Stattdessen wird eine „künstliche“ Gliederung verwendet, die auf Mittelwerten radiometrisch ermittelter Altersdaten tektonischer Ruhephasen fußt.M. J. Van Kranendonk, Wladyslaw Altermann, Brian L. Beard, Paul F. Hoffman, Clark M. Johnson, James F. Kasting, Victor A. Melezhik, Allen P. Nutman, Dominic Papineau, Franco Pirajno: A Chronostratigraphic Division of the Precambrian – Possibilities and Challenges. In: Felix M. Gradstein, James G. Ogg, Mark Schmitz, Gabi Ogg (Hrsg.): The Geologic Time Scale 2012. Band 1, Elsevier B.V., 2012, S. 299–392, doi:10.1016/B978-0-444-59425-9.00016-0, S. 300 Diese auf volle 50 oder 100 Millionen Jahre gerundeten Werte werden Global Standard Stratigraphic Age (GSSA) genannt.Felix M. Gradstein, James G. Ogg: The Chronostratigraphic Scale. In: Felix M. Gradstein, James G. Ogg, Mark Schmitz, Gabi Ogg (Hrsg.): The Geologic Time Scale 2012. Band 1, Elsevier B.V., 2012, S. 31–42, doi:10.1016/B978-0-444-59425-9.00002-0, S. 34