ธรณีกาล

ลิงก์ข้ามภาษาในบทความนี้ มีไว้ให้ผู้อ่านและผู้ร่วมแก้ไขบทความศึกษาเพิ่มเติมโดยสะดวก เนื่องจากวิกิพีเดียภาษาไทยยังไม่มีบทความดังกล่าว กระนั้น ควรรีบสร้างเป็นบทความโดยเร็วที่สุด

มาตราธรณีกาล (อังกฤษ: geologic time scale หรือ geological time scale ย่อว่า GTS) เป็นการแสดงเวลาโดยอ้างอิงจากบันทึกทางธรณีวิทยาของโลก เป็นระบบการหาอายุตามลำดับเวลาที่ใช้การลำดับชั้นหินตามอายุกาล (กระบวนการหาความสัมพันธ์ระหว่างชั้นหินกับเวลา) และธรณีกาลวิทยา ซึ่งเป็นแขนงของธรณีวิทยาที่มีจุดมุ่งหมายในการกำหนดอายุหิน โดยมาตราธรณีกาลนี้ใช้เป็นหลักโดยนักวิทยาศาสตร์โลก (ได้แก่ นักธรณีวิทยา นักบรรพชีวินวิทยา นักธรณีฟิสิกส์ นักธรณีเคมี และนักภูมิอากาศบรรพกาลวิทยา) เพื่ออธิบายการวัดเวลาและความสัมพันธ์ของเหตุการณ์ในทางธรณีประวัติ มาตราธรณีกาลได้ถูกพัฒนาผ่านการศึกษาชั้นหินและการสังเกตคุณสมบัติต่าง ๆ เช่น ลักษณะทางวิทยาหิน สมบัติทางแม่เหล็กบรรพกาล และซากดึกดำบรรพ์ การกำหนดมาตรฐานของหน่วยธรณีกาลสากลอยู่ภายใต้ความรับผิดชอบของคณะกรรมาธิการการลำดับชั้นหินสากล (ICS) ซึ่งเป็นองค์กรประกอบของสหพันธ์วิทยาศาสตร์ธรณีวิทยาสากล (IUGS) โดยมีวัตถุประสงค์หลัก^[1] เพื่อกำหนดหน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาลโลกในแผนภูมิลำดับชั้นหินตามอายุกาลสากล (ICC)^[2] ซึ่งใช้ในการแบ่งช่วงเวลาทางธรณีกาล หน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาลนี้จะถูกใช้เพื่อกำหนดหน่วยทางธรณีกาลวิทยา^[2]

แม้ว่าบางคำศัพท์ระดับภูมิภาคยังคงมีการใช้อยู่^[3] แต่ตารางธรณีกาลในบทความนี้จะสอดคล้องกับการตั้งชื่อ อายุ และรหัสสีที่ได้กำหนดไว้เป็นมาตรฐานโดยคณะกรรมาธิการการลำดับชั้นหินสากล^[1][4]

มาตราธรณีกาลเป็นวิธีหนึ่งในการแสดงห้วงเวลาทางธรณีวิทยาที่ลึกซึ้ง โดยอ้างอิงจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นตลอดประวัติศาสตร์ของโลก ซึ่งกินระยะเวลาประมาณ 4.54 ± 0.05 พันล้านปี^[5] มาตราธรณีกาลจัดลำดับชั้นหินตามลำดับเวลา และลำดับเวลาตามการสังเกตการเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานในลำดับชั้นหินที่สอดคล้องกับเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาหรือบรรพชีวินวิทยาที่สำคัญ เช่น เหตุการณ์การสูญพันธุ์ยุคครีเทเชียส–พาลีโอจีน ที่กำหนดเป็นขอบล่างของหินยุค/ยุคพาลีโอจีน จึงถือเป็นขอบเขตระหว่างหินยุค/ยุคครีเทเชียสและพาลีโอจีน สำหรับการแบ่งก่อนยุคไครโอเจเนียน จะใช้ขอบเขตที่เป็นตัวเลขโดยไม่มีเกณฑ์ (การกำหนดอายุลำดับชั้นหินมาตรฐานโลก; GSSAs) อย่างไรก็ตาม มีข้อเสนอให้ปรับใช้การแบ่งโดยอ้างอิงกับหินมากขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับหลักฐานทางหินมากยิ่งขึ้น^[6][3]

ในอดีต มีการใช้มาตราธรณีกาลระดับภูมิภาค^[3] เนื่องจากความแตกต่างทางลำดับชั้นหินตามลักษณะหินและลำดับชั้นหินทางชีวภาพในหินเทียบเท่าต่าง ๆ ทั่วโลก คณะกรรมาธิการการลำดับชั้นหินสากล (ICS) ได้ทำงานอย่างยาวนานเพื่อประนีประนอมความขัดแย้งทางศัพท์วิทยา โดยการสร้างมาตรฐานที่มีนัยสำคัญทั่วโลก และกำหนดแนวชั้นของลำดับชั้นหินที่สามารถใช้เป็นขอบล่างของหน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาล การกำหนดหน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาลในลักษณะนี้ช่วยให้สามารถใช้ระบบการตั้งชื่อที่เป็นมาตรฐานสากลได้ โดย ICC เป็นตัวแทนของความพยายามนี้

ความสัมพันธ์เชิงสัมพัทธ์ของหินในการกำหนดตำแหน่งลำดับชั้นหินตามอายุกาล ใช้หลักการสำคัญดังนี้^{[7][8][9][10]}

• การซ้อนทับ คือ ชั้นหินที่ใหม่กว่าจะอยู่เหนือชั้นหินที่เก่ากว่า ยกเว้นในกรณีที่ลำดับการซ้อนทับถูกพลิกกลับ
• แนวชั้น คือ ชั้นหินทุกชั้นถูกสะสมตัวในแนวนอนดั้งเดิม^{[note 1]}
• ความต่อเนื่องในแนวราบ คือ ชั้นหินที่สะสมตัวในแนวราบดั้งเดิมจะขยายตัวออกไปในทุกทิศทาง จนกระทั่งบางลงหรือถูกขัดขวางโดยชั้นหินอื่น
• การสืบเนื่องทางชีวภาพ (ถ้าสามารถนำมาใช้ได้) คือ แต่ละชั้นหินในลำดับจะมีซากดึกดำบรรพ์ที่โดดเด่น ซึ่งช่วยให้สามารถสืบเนื่องความสัมพันธ์ระหว่างชั้นหินได้ แม้ว่าแนวชั้นระหว่างชั้นหินทั้งสองจะไม่ต่อเนื่องกันก็ตาม
• ความสัมพันธ์แบบตัดข้าง คือ ลักษณะของหินที่ตัดผ่านหินอื่นจะมีอายุน้อยกว่าหินที่ถูกตัดผ่าน
• การรวม คือ ชิ้นส่วนเล็ก ๆ ของหินชนิดหนึ่งที่ฝังอยู่ในหินชนิดที่สองต้องเกิดขึ้นก่อน และถูกฝังในขณะที่หินชนิดที่สองก่อตัวขึ้น
• ความสัมพันธ์ของรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง คือ ลักษณะทางธรณีวิทยาที่แสดงถึงช่วงของการกร่อนหรือการไม่ทับถม แสดงถึงช่วงเวลาที่ไม่มีการสะสมตัวอย่างต่อเนื่อง

มาตราธรณีกาลแบ่งออกเป็นหน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาลและหน่วยธรณีกาลวิทยาที่สอดคล้องกัน ซึ่งปรากฏในแผนภูมิลำดับชั้นหินตามอายุกาลสากลที่เผยแพร่โดยคณะกรรมาธิการการลำดับชั้นหินสากล อย่างไรก็ตาม ยังมีการใช้ศัพท์ทางภูมิภาคในบางพื้นที่อยู่

การลำดับชั้นหินตามอายุกาล เป็นองค์ประกอบของการลำดับชั้นหินที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างหินและการวัดสัมพัทธ์ทางธรณีกาล^[11] ซึ่งเป็นกระบวนการที่กำหนดชั้นที่แตกต่างระหว่างแนวชั้นที่ระบุไว้ เพื่อแสดงถึงช่วงเวลาสัมพัทธ์ของธรณีกาล

หน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาล เป็นตัวหินทั้งแบบเป็นชั้นหรือไม่เป็นชั้น ซึ่งถูกกำหนดไว้ระหว่างแนวชั้นที่ระบุไว้ ซึ่งแสดงถึงช่วงเวลาในธรณีกาล โดยรวมถึงหินทั้งหมดที่เป็นตัวแทนของช่วงเวลาทางธรณีกาลที่กำหนดไว้เท่านั้น^[11] โดยมีหินบรมบุค (eonothem) หินมหายุค (erathem) หินยุค (system) หินสมัย (series) หินกึ่งสมัย (subseries) หินช่วงอายุ (stage) และ หินกึ่งช่วงอายุ (substage) เป็นหน่วยตามลำดับของหน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาล^[11] ธรณีกาลวิทยา เป็นสาขาหนึ่งของธรณีวิทยาที่มุ่งเน้นในการกำหนดอายุของหิน ซากดึกดำบรรพ์ และตะกอน ไม่ว่าจะโดยวิธีสัมบูรณ์ (เช่น การหาอายุสัมบูรณ์) หรือวิธีสัมพัทธ์ (เช่น ตำแหน่งทางการลำดับชั้นหิน ภาวะแม่เหล็กบรรพกาล สัดส่วนไอโซโทปเสถียร)^[12]

หน่วยธรณีกาลวิทยา เป็นการแบ่งย่อยของธรณีกาล ซึ่งเป็นการแสดงตัวเลขของสมบัติที่เป็นนามธรรม (เวลา)^[12] โดยมี บรมยุค (eon) มหายุค (era) ยุค (period) สมัย (epoch) กึ่งสมัย (subepoch) ช่วงอายุ (age) และ กึ่งช่วงอายุ (subage) เป็นหน่วยตามลำดับทางธรณีกาลวิทยา^[11] การลำดับเวลาธรณี เป็นสาขาหนึ่งของธรณีกาลวิทยาที่คำนวณเวลาทางธรณีกาลออกมาเป็นตัวเลข^[12]

จุดและส่วนชั้นหินแบบฉบับขอบเขตทั่วโลก (GSSP) เป็นจุดอ้างอิงที่ตกลงกันไว้ในระดับสากลในส่วนการลำดับชั้นหิน ซึ่งกำหนดขอบล่างของหินช่วงอายุในมาตราธรณีกาล^[13] (และล่าสุดใช้เพื่อกำหนดฐานของหินยุคด้วย)^[14]

การกำหนดอายุลำดับชั้นหินมาตรฐานโลก (GSSA)^[15] เป็นจุดอ้างอิงตามลำดับเวลาที่เป็นตัวเลขเท่านั้น ใช้ในการกำหนดฐานของหน่วยธรณีกาลวิทยาในช่วงก่อนยุคไครโอเจเนียน จุดเหล่านี้ถูกกำหนดขึ้นอย่างไม่มีเกณฑ์ตายตัว^[11] ใช้ในกรณียังไม่มีการกำหนด GSSP ซึ่งการวิจัยกำลังดำเนินอยู่เพื่อระบุ GSSP สำหรับทุกหน่วยที่ยังใช้ GSSA เป็นฐานในปัจจุบัน

การแสดงตัวเลข (การวัดเวลาธรณี) ของหน่วยธรณีกาลวิทยาสามารถเปลี่ยนแปลงได้บ่อยครั้งเมื่อธรณีกาลวิทยาปรับแต่งการวัดเวลาธรณี ขณะที่หน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาลที่เทียบเท่ายังคงเดิมและมีการแก้ไขน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น ในต้นปี พ.ศ. 2565 ขอบเขตระหว่างยุคอีดีแอคารันและยุคแคมเบรียน (หน่วยธรณีกาลวิทยา) ถูกแก้ไขจาก 541 ล้านปีก่อนเป็น 538.8 ล้านปีก่อน แต่หินจำกัดความของขอบเขต (GSSP) ที่ฐานของหินยุคแคมเบรียน และขอบเขตระหว่างหินยุคอีดีแอคารันและหินยุคแคมเบรียน (หน่วยลำดับชั้นหินตามอายุกาล) ยังคงเดิม มีเพียงการวัดเวลาธรณีที่ได้รับการปรับแก้

ค่าตัวเลขบนแผนภูมิ ICC ถูกแสดงในหน่วยล้านปีก่อน (megaannum หรือย่อว่า Ma) เช่น ขอบล่างของยุคจูแรสซิก อยู่ที่ 201.3 ± 0.2 ล้านปีก่อน หมายความว่า ยุคจูแรสซิกมีขอบล่างอยู่ที่ 201,400,000 ปี และมีค่าความไม่แน่นอนอยู่ที่ 200,000 ปี หน่วยเอสไออื่น ๆ ที่ใช้กันทั่วไปโดยนักธรณีวิทยา ได้แก่ พันล้านปี (gigaannum หรือย่อว่า Ga) และ พันปีก่อน (kiloannum หรือย่อว่า ka) ซึ่งมักแสดงเป็นหน่วยที่ปรับเทียบแล้ว (ก่อนปัจจุบัน)

• บรมยุค (eon) เป็นหน่วยธรณีกาลที่ใหญ่ที่สุดและเทียบเท่ากับหินบรมยุค (eonothem) ในการลำดับชั้นหินตามอายุกาล^[16] ปัจจุบันมีบรมยุคที่ถูกกำหนดไว้อย่างเป็นทางการทั้งสิ้น 4 ช่วง ได้แก่ เฮเดียน อาร์เคียน โพรเทอโรโซอิก และฟาเนอโรโซอิก^[2]
• มหายุค (era) เป็นหน่วยธรณีกาลที่ใหญ่เป็นอันดับสองและเทียบเท่ากับหินมหายุค (erathem) ในการลำดับชั้นหินตามอายุกาล^[11][16] ปัจจุบันมีมหายุคที่ถูกกำหนดไว้อย่างเป็นทางการทั้งสิ้น 10 ช่วง ได้แก่ อีโออาร์เคียน พาลีโออาร์เคียน มีโซอาร์เคียน นีโออาร์เคียน แพลีโอโพรเทอโรโซอิก มีโซโพรเทอโรโซอิก นีโอโพรเทอโรโซอิก พาลีโอโซอิก มีโซโซอิก และซีโนโซอิก (ซึ่งไม่มีมหายุคในบรมยุคเฮเดียน)
• ยุค (period) เป็นหน่วยธรณีกาลที่เทียบเท่ากับหินยุค (system) ในการลำดับชั้นหินตามอายุกาล^[11][16] ปัจจุบันมีการกำหนดยุคไว้อย่างเป็นทางการทั้งสิ้น 22 ช่วง โดยยุคปัจจุบันคือยุคควอเทอร์นารี นอกจากนี้ยังมีการแบ่งย่อยของยุคคาร์บอนิเฟอรัสออกเป็นกึ่งยุค 2 ช่วง^[11]
• สมัย (epoch) เป็นหน่วยธรณีกาลที่เล็กเป็นอันดับสองและเทียบเท่ากับหินสมัย (series) ในการลำดับชั้นหินตามอายุกาล^[11][16] ปัจจุบันมีการกำหนดสมัยไว้อย่างเป็นทางการทั้งสิ้น 37 ช่วง และมีสมัยที่ไม่เป็นทางการอีก 1 ช่วง นอกจากนี้ยังมีกึ่งสมัยอีก 11 ช่วง ซึ่งทั้งหมดอยู่ในนีโอจีนและควอเทอร์นารี^[2] โดยการใช้กึ่งสมัยเป็นหน่วยทางการในระดับสากลได้รับการอนุมัติในปี พ.ศ. 2565^[17]
• ช่วงอายุ (age) เป็นหน่วยธรณีกาลที่เล็กที่สุดและเทียบเท่ากับหินช่วงอายุ (stage) ในการลำดับชั้นหินตามอายุกาล^[11][16] ปัจจุบันมีการกำหนดช่วงอายุไว้อย่างเป็นทางการทั้งสิ้น 96 ช่วง และมีช่วงอายุที่ไม่เป็นทางการอีก 5 ช่วง^[2]
• รุ่น (chron) เป็นหน่วยการลำดับเวลาธรณีวิทยาที่ไม่ได้ระบุอันดับและเทียบเท่ากับหินรุ่น (chronozone) ในการลำดับชั้นหินตามอายุกาล^[11] หน่วยเหล่านี้สัมพันธ์กับหน่วยการลำดับชั้นหินตามแม่เหล็ก การลำดับชั้นหินตามลักษณะหิน หรือการลำดับชั้นหินตามชีวภาพ เนื่องจากอ้างอิงตามหน่วยการลำดับชั้นหินหรือลักษณะทางธรณีวิทยาที่ถูกกำหนดไว้ก่อนหน้านี้

ตอนต้น (Early) และ ตอนปลาย (Late) ใช้ในธรณีกาลวิทยา เทียบเท่ากับล่าง (Lower) และบน (Upper) ในการลำดับชั้นหินตามอายุกาล เช่น ยุคไทรแอสซิกตอนต้น (Early Triassic Period) ซึ่งเป็นหน่วยธรณีกาลจะเทียบเท่ากับหินยุคไทรแอสซิกล่าง (Lower Triassic Series) ซึ่งเป็นหน่วยการลำดับชั้นหินตามอายุกาล

กล่าวได้ว่า หินที่เป็นตัวแทนของหน่วยการลำดับชั้นหินตามอายุกาลที่เฉพาะเจาะจง คือหน่วยการลำดับชั้นหินนั้น ๆ และเวลาที่หินนั้นก่อตัวขึ้นอยู่ในหน่วยธรณีกาล เช่น หินที่เป็นตัวแทนของหินยุคไซลูเรียน คือ หินยุคไซลูเรียนที่ได้เกิดการทับถมตัวขึ้นในระหว่างยุคไซลูเรียน

ชื่อของหน่วยธรณีกาลได้รับการกำหนดเพื่อให้สอดคล้องกับหน่วยลำดับชั้นหินที่มีหน่วยอายุทางธรณีวิทยาที่มีชื่อเดียวกัน เพียงแต่เปลี่ยนคำนำหน้า (เช่น หินบรมยุคฟาเนอโรโซอิก เป็น บรมยุคฟาเนอโรโซอิก) ชื่อของหินมหายุคในฟาเนอโรโซอิกถูกเลือกเพื่อสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตบนโลก ได้แก่ พาลีโอโซอิก (สิ่งมีชีวิตเก่า), มีโซโซอิก (สิ่งมีชีวิตกลาง), และ ซีโนโซอิก (สิ่งมีชีวิตใหม่) ชื่อของหินยุคมีที่มาหลายรูปแบบ บางส่วนระบุถึงตำแหน่งในลำดับเวลา (เช่น พาลีโอจีน) ขณะที่บางชื่อถูกตั้งตามลักษณะของวิทยาหิน (เช่น ครีเทเชียส), ภูมิศาสตร์ (เช่น เพอร์เมียน), หรือเป็นการตั้งชื่อตามชื่อชนเผ่า (เช่น ออร์โดวิเชียน) หินสมัยและหินกึ่งสมัยส่วนใหญ่ที่รู้จักในปัจจุบันจะถูกตั้งชื่อตามตำแหน่งในหินยุค/หินสมัย (ตอนต้น/กลาง/ปลาย) อย่างไรก็ตาม คณะกรรมการการลำดับชั้นหินสากล (ICS) สนับสนุนให้หินสมัยและหินกึ่งสมัยใหม่ทั้งหมดได้รับการตั้งชื่อตามลักษณะภูมิศาสตร์ในบริเวณใกล้เคียงกับที่ตั้งแบบฉบับหรือชั้นหินประเภทที่ใช้เป็นมาตรฐาน นอกจากนี้ ชื่อของหินช่วงอายุต้องมีที่มาจากลักษณะภูมิศาสตร์ในบริเวณที่ตั้งแบบฉบับของชั้นหินนั้นด้วยเช่นกัน^[11]

เวลาก่อนแคมเบรียนมักเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า พรีแคมเบรียน (Precambrian) ซึ่งจัดเป็นอภิมหาบรมยุค (Supereon)^{[6][note 3]}

ในขณะที่มาตราธรณีกาลสมัยใหม่ยังไม่ได้ถูกกำหนดขึ้นจนกระทั่งปี 2454^[32] โดยอาร์เธอร์ โฮล์มส์ แนวคิดที่ว่าหินและเวลาเกี่ยวข้องกันสามารถย้อนไปได้ถึงปรัชญาของกรีกโบราณ เซนอฟะนีสแห่งโคลอฟอน (ประมาณ 570–487 ปีก่อนคริสตกาล) ได้สังเกตชั้นหินที่มีซากดึกดำบรรพ์ของเปลือกหอยอยู่สูงกว่าระดับน้ำทะเล เขามองว่าสิ่งเหล่านี้เคยเป็นสิ่งมีชีวิตและใช้ข้อสังเกตนี้เพื่ออธิบายถึงความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอนระหว่างทะเลและแผ่นดินซึ่งทะเลได้เคลื่อนตัวรุกล้ำเข้ามาและถอนตัวกลับในบางช่วงเวลา^[33] แนวคิดนี้ได้รับการยอมรับจากนักปรัชญาร่วมสมัยของเซนอฟะนีสและผู้ที่ตามมารวมถึงอาริสโตเติล (384–322 ปีก่อนคริสตกาล) ผู้ซึ่งได้เหตุผลเพิ่มเติมว่าตำแหน่งของแผ่นดินและทะเลได้เปลี่ยนแปลงไปในช่วงเวลาที่ยาวนาน แนวคิดของ "ห้วงเวลาลึก" ยังได้รับการยอมรับจากนักธรรมชาติวิทยาชาวจีน เซิน กัว^[34] (ค.ศ. 1031–1095) และนักปราชญ์ชาวอิสลาม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มภราดรภาพแห่งความบริสุทธิ์ที่เขียนถึงกระบวนการการเกิดชั้นหินตามกาลเวลาในตำราเรียนของพวกเขา^[33] งานของพวกเขาน่าจะเป็นแรงบันดาลใจให้นักปราชญ์ชาวเปอร์เซียในศตวรรษที่ 11 อิบน์ ซีนา (ค.ศ. 980–1037) ผู้ซึ่งเขียนใน The Book of Healing (ค.ศ. 1027) เกี่ยวกับแนวคิดของการเกิดชั้นหินและการวางซ้อน ซึ่งเป็นการเขียนล่วงหน้านิโคลัส สเตโน กว่าหกร้อยปี^[33] อิบน์ ซีนายังรับรู้ว่าซากดึกดำบรรพ์เป็น "การกลายเป็นหินของร่างกายของพืชและสัตว์"^[35] โดยในศตวรรษที่ 13 อัลแบร์ตุส มาญุส บาทหลวงคณะดอมินิกัน (ประมาณ ค.ศ. 1200–1280) ได้ขยายความคิดนี้เป็นทฤษฎีของเหลวที่ทำให้เกิดการกลายเป็นหิน^{[36][ต้องการตรวจสอบความถูกต้อง]} งานเหล่านี้ดูเหมือนจะมีอิทธิพลน้อยต่อนักวิชาการในยุโรปยุคกลางที่หันไปหาคัมภีร์ไบเบิลเพื่ออธิบายกำเนิดของซากดึกดำบรรพ์และการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเล ซึ่งมักอ้างถึง 'น้ำท่วมใหญ่' รวมถึง ริสโตโร ดาเรซโซ ในปี ค.ศ. 1282^[33] จนกระทั่งสมัยฟื้นฟูศิลปวิทยาในอิตาลีเมื่อเลโอนาร์โด ดา วินชี (ค.ศ. 1452–1519) ฟื้นฟูความสัมพันธ์ระหว่างการเกิดชั้นหิน การเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเล และเวลา โดยปฏิเสธการอ้างซากดึกดำบรรพ์กับ 'น้ำท่วมใหญ่'^[37][33]:

ถึงความโง่เขลาและความไม่รู้ของผู้ที่คิดว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ถูกพัดพามายังสถานที่ที่ห่างไกลจากทะเลโดยน้ำท่วม...ทำไมเราถึงพบเศษชิ้นและเปลือกหอยเต็มในระหว่างชั้นหินต่าง ๆ เว้นแต่พวกมันเคยอยู่ที่ชายฝั่งและถูกปกคลุมโดยดินที่เพิ่งถูกนำขึ้นมาจากทะเลซึ่งต่อมากลายเป็นหิน? และหากน้ำท่วมใหญ่ดังกล่าวได้พัดพาพวกมันมายังที่เหล่านี้จากทะเล คุณจะพบเปลือกหอยที่ขอบชั้นหินเพียงชั้นเดียว ไม่ใช่ที่ขอบของหลายชั้นที่สามารถนับฤดูหนาวของปีที่ทะเลเพิ่มชั้นทรายและโคลนที่ถูกแม่น้ำใกล้เคียงนำมาปกคลุมชายฝั่ง และหากคุณต้องการบอกว่าต้องมีน้ำท่วมหลายครั้งเพื่อผลิตชั้นเหล่านี้และเปลือกหอยในนั้น ก็จำเป็นที่คุณจะต้องยืนยันว่าน้ำท่วมดังกล่าวเกิดขึ้นทุกปี

มุมมองเหล่านี้ของดา วินชีไม่ได้รับการตีพิมพ์ และจึงไม่มีอิทธิพลในขณะนั้น อย่างไรก็ตาม คำถามเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์และความสำคัญของพวกมันยังคงถูกค้นหา และในขณะที่มุมมองที่ขัดกับพระธรรมปฐมกาลไม่เป็นที่ยอมรับง่ายนักและการแสดงความเห็นต่างจากหลักศาสนาบางทีก็ไม่ปลอดภัย นักวิชาการ เช่น จิโรลาโม ฟราคาสโตโรเห็นด้วยกับดา วินชี และพบว่าการอ้างซากดึกดำบรรพ์กับ 'น้ำท่วมใหญ่' นั้นไร้เหตุผล^[33]

ในช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 17 นีลส์ สตีโน หรือที่รู้จักกันในชื่อ นิโคลัส สตีโน (ค.ศ. 1638–1686) ได้กล่าวถึงหลักการพื้นฐานของวิชาลำดับชั้นหิน^[33] สตีโนกล่าวถึงหลักการสี่ข้อในผลงานของเขา De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus ดังนี้^[7][38]:

• เมื่อชั้นหินใด ๆ กำลังถูกสร้างขึ้น วัตถุทั้งหมดที่อยู่บนชั้นหินนั้นเป็นของเหลว ดังนั้นเมื่อชั้นหินที่ต่ำที่สุดกำลังถูกสร้างขึ้น ชั้นหินที่อยู่ด้านบนยังไม่มีอยู่
• ...ชั้นหินที่ตั้งฉากกับแนวราบหรือเอียงไปทางแนวราบนั้น ในอดีตเคยขนานกับแนวราบ
• เมื่อชั้นหินใด ๆ กำลังถูกสร้างขึ้น ขอบของมันจะถูกล้อมรอบด้วยวัตถุแข็งอื่น หรือมันครอบคลุมทั้งโลก ดังนั้น หากเห็นขอบของชั้นหินที่เปิดเผย จะต้องมีการต่อเนื่องของชั้นหินเดียวกันหรือพบวัตถุแข็งอื่นที่กั้นไม่ให้วัสดุของชั้นหินกระจายออกไป
• หากมีวัตถุหรือความไม่ต่อเนื่องที่ตัดผ่านชั้นหิน ชั้นหินนั้นต้องเกิดขึ้นก่อนวัตถุหรือความไม่ต่อเนื่องนั้น

หลักการเหล่านี้คือ หลักการของการวางซ้อน (Principle of Superposition), ความเป็นแนวราบดั้งเดิม (Principle of Original Horizontality), การต่อเนื่องด้านข้าง (Principle of Lateral Continuity), และความสัมพันธ์ของการตัดขวาง (Principle of Cross-Cutting Relationships) จากหลักการเหล่านี้ สตีโนได้สรุปว่าชั้นหินถูกวางเรียงต่อ ๆ กันเป็นลำดับ และสามารถอนุมานเวลาได้ (ในความเชื่อของสตีโนคือเวลาเริ่มต้นจากการสร้างโลก) แม้ว่าหลักการของสตีโนจะได้รับความสนใจอย่างมาก แต่การประยุกต์ใช้ยังคงเป็นเรื่องท้าทาย^[33] หลักการพื้นฐานเหล่านี้ แม้ว่าจะได้รับการปรับปรุงและมีการตีความที่ละเอียดมากขึ้น แต่ก็ยังคงเป็นหลักการสำคัญในการกำหนดความสัมพันธ์ของชั้นหินตามช่วงเวลาทางธรณีวิทยา

ตลอดคริสต์ศตวรรษที่ 18 นักธรณีวิทยาตระหนักว่า:

• ลำดับของชั้นหินมักจะถูกกร่อน ถูกบิดให้ผิดรูป ถูกทำให้เอียง หรือแม้แต่เกิดการกลับด้านหลังจากการถูกทับถมแล้ว
• ชั้นหินที่วางตัวในเวลาเดียวกันแต่ต่างพื้นที่กัน อาจมีลักษณะที่แตกต่างกันได้อย่างสิ้นเชิง
• ชั้นหินของพื้นที่หนึ่ง ๆ เป็นเพียงส่วนเดียวของประวัติอันยาวนานของโลกเท่านั้น

การแบ่งแยกอย่างเป็นทางการที่ชัดเจนครั้งแรกของบันทึกทางธรณีวิทยาในเชิงเวลา ถูกนำเสนอโดยโทมัส เบอร์เน็ต ซึ่งได้ใช้คำศัพท์แบ่งออกเป็นสองประเภทสำหรับภูเขา โดยระบุว่า "montes primarii" สำหรับหินที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาแห่ง 'น้ำท่วมใหญ่' และ "monticulos secundarios" ซึ่งเป็นภูเขาที่เกิดขึ้นจากเศษหินของ "primarii" ภายหลัง^[39][33] การอ้างถึง 'น้ำท่วมใหญ่' นี้ แม้จะถูกตั้งคำถามโดยบุคคล เช่น เลโอนาร์โด ดา วินชี ในช่วงก่อนหน้านี้ แต่ก็เป็นพื้นฐานของทฤษฎีเนปจูนนิยมของอับราฮัม ก็อทท์ลบ เวร์เนร์ (ค.ศ. 1749–1817) ที่กล่าวว่าหินทั้งหมดตกตะกอนจากมหาอุทกภัยครั้งใหญ่เพียงครั้งเดียว^[40] ทฤษฎีคู่แข่งคือ ทฤษฎีพลูโตนิยม ซึ่งพัฒนาโดยอันตอน โมโร (ค.ศ. 1687–1784) และใช้การแบ่งแยกแบบหลักและรองสำหรับหน่วยหินเช่นกัน^[41][33] ในทฤษฎีพลูโตนิยมแบบแรกนี้ ภายในของโลกถูกมองว่าร้อน และความร้อนนี้เป็นตัวขับเคลื่อนการสร้างหินอัคนีและหินแปรแบบหลัก และหินรองเกิดจากตะกอนที่บิดเบี้ยวและมีซากดึกดำบรรพ์ การแบ่งแยกแบบหลักและรองนี้ได้ถูกขยายเพิ่มเติมโดยโจวันนี ตาร์โจนี โตเซตติ (ค.ศ. 1712–1783) และโจวันนี อาร์ดูอิโน (ค.ศ. 1713–1795) เพื่อรวมถึงการแบ่งแยกระดับตติยภูมิและจตุรภูมิ^[33] การแบ่งแยกเหล่านี้ถูกใช้เพื่ออธิบายทั้งเวลาที่หินถูกวางตัว และการสะสมของหินเอง (เช่น การกล่าวว่าหินตติยภูมิ (เทอร์เทียรี) และยุคตติยภูมิ (เทอร์เทียรี) ถูกต้อง) ปัจจุบันมีเพียงการแบ่งแยกจตุรภูมิ (ควอเทอนารี) เท่านั้นที่ยังคงอยู่ในมาตราธรณีกาลสมัยใหม่ ในขณะที่การแบ่งแยกตติยภูมิยังคงใช้อยู่จนถึงต้นศตวรรษที่ 21 ทฤษฎีเนปจูนนิยมและพลูโตนิยม มีการถกเถียงกันไปจนถึงต้นศตวรรษที่ 19 โดยงานของเจมส์ ฮัตตัน (ค.ศ. 1726–1797) โดยเฉพาะทฤษฎี Theory of the Earth ที่นำเสนอครั้งแรกต่อราชสมาคมแห่งเอดินบะระในปี ค.ศ. 1785^[42][8][43] เป็นปัจจัยสำคัญในการแก้ไขข้อถกเถียงนี้ ทฤษฎีของฮัตตันต่อมากลายเป็นที่รู้จักในนาม ทฤษฎีภาวะเอกรูป (uniformitarianism) ซึ่งถูกเผยแพร่โดยจอห์น เพลย์แฟร์^[44] (ค.ศ. 1748–1819) และต่อมาโดยชาร์ลส์ ไลเอล (ค.ศ. 1797–1875) ในหนังสือ Principles of Geology^[9][45][46] ทฤษฎีเหล่านี้ได้โต้แย้งอายุ 6,000 ปีของโลกที่ถูกเสนอโดยเจมส์ อัชเชอร์ผ่านการลำดับเวลาด้วยคัมภีร์ไบเบิลซึ่งเป็นที่ยอมรับในขณะนั้น โดยใช้หลักฐานทางธรณีวิทยา พวกเขาโต้แย้งว่าโลกมีอายุเก่าแก่กว่านั้นมาก สร้างแนวคิดเรื่องเวลาดึกดำบรรพ์

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 วิลเลียม สมิธ, ฌ็อฌ กูวีเย, ฌ็อง โดมาลียูส ดาลัว และอเล็กซองเดรอะ บงนีอาต์ ได้บุกเบิกการแบ่งแยกหินอย่างเป็นระบบตามชั้นหินและกลุ่มซากดึกดำบรรพ์ นักธรณีวิทยาเหล่านี้เริ่มใช้ชื่อตามท้องถิ่นที่กำหนดให้กับหน่วยหินในความหมายที่กว้างขึ้น โดยเชื่อมโยงชั้นหินข้ามพรมแดนระดับชาติและทวีปตามความคล้ายคลึงกัน หลายชื่อที่อยู่ต่ำกว่าระดับหินมหายุค/มหายุคในมาตราธรณีกาลสมัยใหม่ ถูกกำหนดในช่วงต้นถึงกลางศตวรรษที่ 19

ในช่วงศตวรรษที่ 19 การถกเถียงเกี่ยวกับอายุของโลกกลับมาอีกครั้ง โดยนักธรณีวิทยาประเมินอายุจากอัตราการเกลี่ยผิวแผ่นดินและความหนาของชั้นตะกอนหรือเคมีของมหาสมุทร ส่วนฟิสิกส์กำหนดอายุสำหรับการเย็นตัวของโลกหรือดวงอาทิตย์โดยใช้อุณหพลศาสตร์พื้นฐานหรือฟิสิกส์วงโคจร^[5] การประมาณการเหล่านี้แตกต่างกันตั้งแต่ 15,000 ล้านปีถึง 0.075 ล้านปี ขึ้นอยู่กับวิธีการและผู้เขียน แต่การประมาณการของลอร์ดเคลวินและคลาเรนซ์ คิงถือว่าได้รับการยอมรับอย่างสูงในเวลานั้นเนื่องจากความเชี่ยวชาญของพวกเขาในสาขาฟิสิกส์และธรณีวิทยา นับธรณีกาลมาตรวิทยา (geochronometry) ในยุคแรกๆ เหล่านี้ต่อมาจะพิสูจน์ได้ว่าผิดทั้งหมด

การค้นพบการสลายตัวกัมมันตรังสีโดยอ็องตวน อ็องรี แบ็กแรล มารี กูว์รี และปีแยร์ กูว์รี ได้วางรากฐานสำหรับการหาอายุด้วยรังสี แต่ความรู้และเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการกำหนดอายุด้วยรังสีที่แม่นยำจะยังไม่มีให้ใช้งานได้จนถึงช่วงกลางคริสต์ทศวรรษที่ 1950^[5] ความพยายามในยุคแรก ๆ ในการกำหนดอายุของแร่ยูเรเนียมและหินโดยเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เบอร์ทรัม โบลต์วูด โรเบิร์ต สตรัตต์ และอาเธอร์ โฮล์มส์ จะนำไปสู่สิ่งที่ถือเป็นมาตราธรณีกาลระหว่างประเทศครั้งแรกโดยโฮล์มส์ในปี 1911 และ 1913^[32][47][48] การค้นพบไอโซโทปในปี 1913^[49] โดยเฟรเดอริก ซอดดี และการพัฒนาในเครื่องแมสสเปกโตรเมทรีที่บุกเบิกโดยฟรานซิส วิลเลียม แอสตัน อาเธอร์ เจฟฟรีย์ เดมป์สเตอร์ และอัลเฟรด โอ. ซี. เนียร์ ในช่วงต้นถึงกลางศตวรรษที่ 20 จะทำให้สามารถกำหนดอายุด้วยรังสีได้อย่างแม่นยำ โดยโฮล์มส์ได้ตีพิมพ์การแก้ไขหลายครั้งในมาตราธรณีกาลของเขา โดยมีฉบับสุดท้ายในปี 1960^{[5][48][50][51]}

การจัดตั้ง IUGS ในปี พ.ศ. 2504 (ค.ศ. 1961)^[52] และการยอมรับของคณะกรรมการการลำดับชั้นหิน (Commission on Stratigraphy) (มีผลบังคับในปี พ.ศ. 2508 หรือ ค.ศ. 1965)^[53] เพื่อเป็นคณะกรรมการสมาชิกของ IUGS นำไปสู่การก่อตั้ง ICS หนึ่งในวัตถุประสงค์หลักของ ICS คือ "การจัดตั้ง, การเผยแพร่ และการปรับปรุงแผนภูมิการลำดับชั้นหินตามอายุกาลสากลของ ICS (International Chronostratigraphic Chart; ICC) ซึ่งเป็นมาตรฐานอ้างอิงที่ทั่วโลกใช้กันสำหรับธรณีกาลเพื่อรวมการตัดสินใจที่ผ่านการรับรองของคณะกรรมการ"^[1]

ต่อจากการทำงานของโฮล์มส์ มีการตีพิมพ์หนังสือมาตราธรณีกาล (Geological Time Scale; GTS) ในปี พ.ศ. 2525 (ค.ศ. 1982)^[54], พ.ศ. 2532 (1989)^[55], พ.ศ. 2547 (2004)^[56], พ.ศ. 2551 (2008)^[57], พ.ศ. 2555 (2012)^[58], พ.ศ. 2559 (2016)^[59], และ พ.ศ. 2563 (2020)^[60] อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2556 (2013) เป็นต้นมา ICS ได้เข้ามารับผิดชอบในการผลิตและจัดจำหน่ายแผนภูมิ ICC เนื่องจากธรรมชาติทางการค้า, การสร้างสรรค์อิสระ, และขาดการกำกับดูแลจาก ICS ของเวอร์ชัน GTS ที่ตีพิมพ์ก่อนปี พ.ศ. 2556 (2013) (แม้ว่าเวอร์ชันเหล่านี้จะตีพิมพ์ในความร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับ ICS)^[2] หนังสือมาตราธรณีกาลหลังจากปี พ.ศ. 2556 (2013) (2559^[59] และ 2563^[60]) เป็นสิ่งพิมพ์เชิงพาณิชย์ที่ไม่มีการกำกับดูแลจาก ICS และไม่สอดคล้องกับแผนภูมิที่ผลิตโดย ICS โดยสมบูรณ์ แผนภูมิ GTS ที่ผลิตโดย ICS จะมีการกำหนดเวอร์ชัน (ปี/เดือน) โดยเริ่มที่ v2013/01 และมีการตีพิมพ์อย่างน้อยหนึ่งเวอร์ชันใหม่ในแต่ละปีซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนแปลงที่ผ่านการรับรองจาก ICS ตั้งแต่เวอร์ชันก่อนหน้า

ได้รับการเสนอครั้งแรกในปี พ.ศ. 2543 (ค.ศ. 2000)^[61] แอนโทรโปซีนเป็นหินสมัย/สมัยที่เสนอขึ้นสำหรับช่วงเวลาล่าสุดในประวัติศาสตร์ของโลก แม้ว่ายังคงเป็นคำที่ไม่เป็นทางการ แต่ก็ถูกใช้อย่างแพร่หลายเพื่อบ่งบอกถึงช่วงเวลาทางธรณีวิทยาปัจจุบัน ซึ่งสภาพและกระบวนการต่าง ๆ บนโลกถูกเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งโดยผลกระทบจากมนุษย์^[62] ณ เดือนเมษายน พ.ศ. 2565 (ค.ศ. 2022) แอนโทรโปซีนยังไม่ได้รับการให้สัตยาบันโดย ICS; อย่างไรก็ตาม ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2562 (ค.ศ. 2019) กลุ่มทำงานแอนโทรโปซีนได้ลงมติเห็นชอบในการยื่นข้อเสนออย่างเป็นทางการต่อ ICS เพื่อจัดตั้งหินสมัย/สมัยแอนโทรโปซีน^[63] อย่างไรก็ตาม การนิยามแอนโทรโปซีนเป็นช่วงเวลาทางธรณีวิทยาแทนที่จะเป็นเหตุการณ์ทางธรณีวิทยายังคงเป็นที่ถกเถียงและยากลำบาก^{[64][65][66][67]}

กลุ่มทำงานนานาชาติของคณะกรรมการการลำดับชั้นหินเกี่ยวกับการแบ่งย่อยลำดับชั้นหินตามอายุกาลช่วงก่อนยุคไครโอเจเนียน ได้วางแบบแผนเพื่อปรับปรุงมาตราธรณีกาลก่อนยุคไครโอเจเนียนให้สอดคล้องกับมาตราธรณีกาลหลังยุคโทเนียน^[6] ผลงานนี้ได้ประเมินประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของบรมยุคและมหายุคที่กำหนดไว้ในปัจจุบันของอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียน^{[note 3]} และข้อเสนอในหนังสือ "Geological Time Scale" ปี 2004^[68], 2012^[3], และ 2020^[69] การแนะนำการปรับปรุง^[6] ของพวกเขาในมาตราธรณีกาลก่อนยุคไครโอเจเนียนเป็นดังนี้ (การเปลี่ยนแปลงจากมาตราปัจจุบัน [v2023/09] เน้นด้วยตัวเอียง):

• การแบ่งบรมยุคอาร์เคียนเป็นสามส่วนแทนที่จะเป็นสี่ส่วนโดยการลบมหายุคอีโออาร์เคียนออก และการแก้ไขคำจำกัดความของธรณีกาลมาตรวิทยา พร้อมกับการจัดตำแหน่งยุคไซดีเรียนใหม่ ไปยังส่วนสุดท้ายของมหายุคนีโออาร์เคียน และการแบ่งยุคกราเชียเพิ่มหากเป็นไปได้ในมหายุคนีโออาร์เคียน
  • บรมยุคอาร์เคียน (4000–2450 ล้านปี)
    • มหายุคพาลีโออาร์เคียน (4000–3500 ล้านปี)
    • มหายุคมีโซอาร์เคียน (3500–3000 ล้านปี)
    • มหายุคนีโออาร์เคียน (3000–2450 ล้านปี)
      • ยุคกราเชีย (Kratian) (ไม่มีเวลาที่แน่นอน แต่อยู่ก่อนยุคไซดีเรียน) – ชื่อมาจากภาษากรีก κράτος (krátos, กราโตส) หมายถึง 'ความแข็งแกร่ง'
      • ยุคไซดีเรียน (?–2450 ล้านปี) – ย้ายจากบรมยุคโพรเทอโรโซอิกไปยังส่วนสุดท้ายของบรมยุคอาร์เคียน ไม่มีเวลาที่แน่นอน แต่ฐานของมหายุคแพลีโอโพรเทอโรโซอิกจะเป็นจุดสิ้นสุดของยุคไซดีเรียน
• การปรับปรุงธรณีกาลมาตรวิทยาของบรมยุคโพรเทอโรโซอิก แพลีโอโพรเทอโรโซอิก การจัดตำแหน่งใหม่ของยุคสตาทีเรียนไปยังมหายุคมีโซโพรเทอโรโซอิก ตั้งยุค/หินยุคสกูเรียนใหม่ขึ้นในมหายุคแพลีโอโพรเทอโรโซอิก ยุค/หินยุคคลีเซียน หรือ ซินเดียนในมหายุคนีโอโพรเทอโรโซอิก
  • มหายุคแพลีโอโพรเทอโรโซอิก (2450–1800 ล้านปี)
    • ยุคสกูเรียน (Skourian) (2450–2300 ล้านปี) – ชื่อมาจากภาษากรีก σκουριά (skouriá, สกูรียา) หมายถึง 'สนิม'
    • ยุคไรเอเซียน (2300–2050 ล้านปี)
    • ยุคออโรซีเรียน (2050–1800 ล้านปี)
  • มหายุคมีโซโพรเทอโรโซอิก (1800–1000 ล้านปี)
    • ยุคสตาทีเรียน (1800–1600 ล้านปี)
    • ยุคคาลิมเมียน (1600–1400 ล้านปี)
    • ยุคเอกเทเซียน (1400-1200 ล้านปี)
    • ยุคสเทเนียน (1200–1000 ล้านปี)
  • มหายุคนีโอโพรเทอโรโซอิก (1000–538.8 ล้านปี)^{[note 5]}
    • ยุคคลีเซียน (Kleisian) หรือ ยุคซินเดียน (Syndian) (1000–800 ล้านปี) – ชื่อมาจากภาษากรีก κλείσιμο (kleísimo, คลีซีโม) หมายถึง 'การปิด' และ σύνδεση (sýndesi, ซินเดซี) หมายถึง 'การเชื่อมต่อ' ตามลำดับ
    • ยุคโทเนียน (800–720 ล้านปี)
    • ยุคไครโอเจเนียน (720–635 ล้านปี)
    • ยุคอีดีแอคารัน (635–538.8 ล้านปี)

หนังสือ Geologic Time Scale 2012 เป็นการตีพิมพ์เชิงพาณิชย์ครั้งสุดท้ายของแผนภูมิการลำดับชั้นหินตามอายุกาลสากลที่เกี่ยวข้องกับ ICS อย่างใกล้ชิด^[2] มันได้รวมข้อเสนอในการแก้ไขลำดับเวลาก่อนยุคไครโอเจเนียนอย่างมากเพื่อสะท้อนถึงเหตุการณ์สำคัญ เช่น การก่อตัวของระบบสุริยะและเหตุการณ์การออกซิเดชันครั้งใหญ่ เป็นต้น ขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาศัพท์ธรณีกาลที่ใช้มาก่อนหน้านี้สำหรับช่วงเวลาที่เกี่ยวข้อง^[70] ณ เดือนเมษายน พ.ศ. 2565 ข้อเสนอเหล่านี้ยังไม่ได้รับการยอมรับจาก ICS การเปลี่ยนแปลงที่เสนอ (การเปลี่ยนแปลงจากมาตราปัจจุบัน [v2023/09]) แสดงเป็นตัวเอียง:

• บรมยุคเฮเดียน (4567–4030 ล้านปี)
  • มหายุค/หินมหายุคคาออสเทียน (4567–4404 ล้านปี) – ชื่อนี้สื่อถึงทั้งความโกลาหลทั้งตามตำนานเทพปกรณัมและตามระยะตามทฤษฎีในสมมติฐานเนบิวลา^[58][71][72]
  • มหายุค/หินมหายุคแจ็ค ฮิลเซียน (Jack Hillsian) หรือ เซอร์โคเนียน (Zirconian) (4404–4030 ล้านปี) – ทั้งสองชื่อมาจากแหล่งแถบหินแจ็ค ฮิลส์ซึ่งเป็นสถานที่ที่พบแร่ที่เก่าแก่ที่สุดในโลก นั่นคือ เพทาย (ภาษาอังกฤษเรียกว่า zircon หรือ เซอร์คอน)^[58][71]
• บรมยุค/หินบรมยุคอาร์เคียน (4030–2420 ล้านปี)
  • มหายุค/หินมหายุคพาลีโออาร์เคียน (4030–3490 ล้านปี)
    • ยุค/หินยุคอาคัสตัน (Acastan) (4030–3810 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามหินไนส์อาคัสตาหนึ่งในชิ้นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปเก่าแก่ที่สุดที่ยังคงอยู่^[58][71]
    • ยุคอีสวน (Isuan) (3810–3490 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามแถบหินอีซัว^[58]
  • มหายุค/หินมหายุคมีโซอาร์เคียน (3490–2780 ล้านปี)
    • ยุค/หินยุควาลบารัน (Vaalbaran) (3490–3020 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามชื่อของหินฐานธรณีคาปวาล (ตอนใต้ของทวีปแอฟริกา) และ หินฐานธรณีพีลบารา (รัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย)^[58]
    • ยุค/หินยุคปอนโกลัน (Pongolan) (3020–2780 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามซูเปอร์กรุ๊ปปอนโกลา อ้างอิงถึงหลักฐานที่เก็บรักษาไว้อย่างดีของชุมชนจุลชีพบนบกในหินเหล่านั้น^[58]
  • มหายุค/หินมหายุคนีโออาร์เคียน (2780–2420 ล้านปี)
    • ยุค/หินยุคเมทาเนียน (Methanian) (2780–2630 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามการอนุมานที่โดดเด่นของโพรแคริโอตเมทาโนโทรป ^[58]
    • ยุค/หินยุคไซดีเรียน (2630–2420 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามการต่อตัวของแถบเหล็กภายในช่วงยุค^[58]
• บรมยุค/หินบรมยุคโพรเทอโรโซอิก (2420–538.8 ล้านปี)^{[note 5]}
  • มหายุค/หินมหายุคแพลีโอโพรเทอโรโซอิก (2420–1780 ล้านปี)
    • ยุค/หินยุคออกซีเจเนียน (Oxygenian) (2420–2250 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามการแสดงหลักฐานชิ้นแรกสำหรับการออกซิไดซ์ชั้นบรรยากาศทั่วโลก^[58]
    • ยุค/หินยุคจาตูเลียน (Jatulian) หรือ ยูแคเรียน (Eukaryian) (2250–2060 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามเหตุการณ์การแพร่กระจายของไอโซโทป Lomagundi–Jatuli δ¹³C ในช่วงยุค และการพบซากดึกดำบรรพ์แรกของยูแคริโอต (เสนอ)^[73][74] การปรากฏครั้งแรกของซากดึกดำบรรพแรกยูแคริโอต^[58]
    • ยุค/หินยุคโคลัมเบียน (Columbian) (2060–1780 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามมหาทวีปโคลัมเบีย^[58]
  • มหายุค/หินมหายุคมีโซโพรเทอโรโซอิก (1780–850 ล้านปี)
    • ยุค/หินยุคโรดีเนียน (Rodinian) (1780–850 ล้านปี) – ตั้งชื่อตามมหาทวีปโรดีเนีย ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่เสถียร^[58]

ตารางต่อไปนี้เป็นการสรุปเหตุการณ์สำคัญและลักษณะของการแบ่งช่วงเวลาที่ประกอบเป็นมาตราธรณีกาลของโลก ตารางนี้จัดเรียงช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นล่าสุดไว้ด้านบนและช่วงเวลาที่เก่าแก่ที่สุดไว้ด้านล่าง ความสูงของแต่ละรายการในตารางนี้ไม่สอดคล้องกับระยะเวลาของการแบ่งช่วงเวลาแต่ละช่วง ดังนั้นตารางนี้จึงไม่สามารถแสดงสัดส่วนระยะเวลาของแต่ละหน่วยธรณีวิทยาได้อย่างแม่นยำ แม้ว่าบรมยุคฟาเนอโรโซอิกจะดูเหมือนยาวนานกว่ายุคอื่น ๆ แต่ในความเป็นจริงแล้วครอบคลุมเพียงประมาณ 539 ล้านปี (ประมาณ 12% ของประวัติศาสตร์โลก) ในขณะที่สามยุคก่อนหน้านี้^{[note 3]} รวมกันครอบคลุมประมาณ 3,461 ล้านปี (ประมาณ 76% ของประวัติศาสตร์โลก) ความไม่สมดุลนี้ส่วนหนึ่งเกิดจากการขาดข้อมูลเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในช่วงสามยุคแรกเมื่อเทียบกับยุคปัจจุบัน (บรมยุคฟาเนอโรโซอิก)^[6][75] การใช้กึ่งสมัย/กึ่งหินสมัยได้รับการรับรองโดยคณะกรรมาธิการการลำดับชั้นหินสากล (ICS)^[17]

เนื้อหาของตารางนี้อ้างอิงกับ ICC อย่างเป็นทางการที่จัดทำและดูแลโดยคณะกรรมาธิการการลำดับชั้นหินสากล (ICS) ซึ่งยังมีเวอร์ชันออนไลน์ที่เป็นแบบโต้ตอบได้ของตารางนี้อีกด้วย โดยเวอร์ชันโต้ตอบนี้อ้างอิงจากบริการที่ให้ทรัพยากรในรูปแบบอ่านได้โดยเครื่อง (machine-readable) ด้วยมาตรฐาน Resource Description Framework/Web Ontology Language ในการแสดงมาตราธรณีกาล ซึ่งพร้อมใช้งานผ่านโปรเจกต์ GeoSciML ของคณะกรรมาธิการการจัดการและประยุกต์ใช้ข้อมูลธรณีวิทยา (Commission for the Management and Application of Geoscience Information)^[76] และสามารถเข้าถึงได้ที่เอนด์พอยท์ SPARQL^[77][78]

ดาวเคราะห์และดาวบริวารบางดวงในระบบสุริยะมีโครงสร้างที่แข็งแกร่งพอที่จะบันทึกประวัติศาสตร์ของตนเองได้ ตัวอย่างเช่น ดาวศุกร์ ดาวอังคาร และดวงจันทร์ของโลก ในขณะที่ดาวเคราะห์ที่มีองค์ประกอบเป็นของเหลวเป็นหลัก เช่น ดาวเคราะห์ยักษ์ ไม่สามารถรักษาบันทึกประวัติศาสตร์ในลักษณะเดียวกันได้ นอกเหนือจากเหตุการณ์การระดมชนหนักครั้งหลัง เหตุการณ์บนดาวเคราะห์อื่น ๆ น่าจะมีอิทธิพลโดยตรงต่อโลกน้อยมาก และเหตุการณ์บนโลกก็มีผลกระทบต่อดาวเคราะห์เหล่านั้นน้อยเช่นกัน การสร้างมาตราเวลาที่เชื่อมโยงดาวเคราะห์จึงมีความสำคัญจำกัดต่อมาตราเวลาของโลก ยกเว้นในบริบทของระบบสุริยะ การดำรงอยู่ การกำหนดเวลา และผลกระทบต่อโลกของเหตุการณ์การระดมชนหนักครั้งหลังยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่^{[note 12]}

ประวัติทางธรณีวิทยาของดวงจันทร์ของโลกได้ถูกแบ่งออกเป็นมาตราเวลาโดยอิงตามเครื่องหมายทางธรณีสัณฐานวิทยา ได้แก่ การกระแทกจากอุกกาบาต ภูเขาไฟ และการกร่อน กระบวนการแบ่งประวัติศาสตร์ของดวงจันทร์ในลักษณะนี้หมายความว่าขอบเขตของมาตราเวลาไม่ได้บ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในกระบวนการทางธรณีวิทยา ซึ่งแตกต่างจากมาตราธรณีกาลของโลก บนดวงจันทร์ระบบธรณีวิทยาแบ่งออกเป็นห้าหินยุค/ยุค ได้แก่ ยุคพรีเนคทาเรียน (Pre-Nectarian), ยุคเนคทาเรียน (Nectarian), ยุคอิมเบรียน (Imbrian), ยุคอีราโตสเทเนียน (Eratosthenian) และยุคโคเปอร์นิคัน (Copernican)) โดยที่ยุคอิมเบรียนถูกแบ่งออกเป็นสองหินสมัย/สมัย (ตอนต้นและ ตอนปลาย) ดวงจันทร์มีความพิเศษในระบบสุริยะเนื่องจากเป็นวัตถุอื่นเพียงชิ้นเดียวที่มนุษย์มีตัวอย่างหินที่มีบริบททางธรณีวิทยาที่ทราบ

ธรณีประวัติของดาวอังคารได้ถูกแบ่งออกเป็นสองช่วงเวลาต่างกัน ช่วงเวลาแรกพัฒนาขึ้นโดยการศึกษาความหนาแน่นของปล่องภูเขาไฟบนพื้นผิวของดาวอังคาร โดยวิธีนี้ได้กำหนดยุคขึ้นสี่ยุคคือ ยุคพรีโนอาเคียน (Pre-Noachian) (~4,500–4,100 ล้านปีก่อน), ยุคโนอาเคียน (Noachian) (~4,100–3,700 ล้านปีก่อน), ยุคเฮสเปอเรียน (Hesperian) (~3,700–3,000 ล้านปีก่อน), ยุคช่วงอเมโซเนียน (Amazonian) (~3,000 ล้านปีก่อนจนถึงปัจจุบัน)^[93][94]

มาตราเวลาช่วงที่สองอ้างอิงจากการเปลี่ยนแปลงของแร่ที่สังเกตได้จากสเปกโทรมิเตอร์ OMEGA บนยานมาร์สเอ็กเพรส โดยวิธีนี้ได้กำหนดยุคขึ้นสามยุคคือ ยุคฟิลโลเชียน (Phyllocian) (~4,500–4,000 ล้านปีก่อน), ยุคทีอิเชียน (Theiikian) (~4,000–3,500 ล้านปีก่อน), และยุคซิเดริเคียน (Siderikian) (~3,500 ล้านปีก่อนจนถึงปัจจุบัน)^[95]