「古生代的三葉蟲化石」，「侏儸紀公園的恐龍」，「形成現在我們居住的台灣島，主要是受到上新世蓬萊造山運動的影響」，這些都是報章、雜誌、新聞媒體或電影文化中時常可見的詞句與對白。在這些詞語當中古生代、侏儸紀與上新世都是用來描述地球四十六億歷史中的一段時間，也就是地質科學中所稱的地質時代。地質時代有長有短，同時有各種地質事件與生物的發生、演化而顯得豐富而多樣。對於地質工作者而言，研究地質最主要的目的之一就是要瞭解地球的演化歷史，而歷史的研究自然脫離不了時間，就如同歷史學的研究一般，時間是一項不可或缺的組成份子，只是各學門所要求的時間尺度(time scale)不同。歷史學的時間尺度多要求到年、月、日，而地質科學則為億年、百萬年、千年的時間尺度。由上述可知時間對於地質科學、地球歷史研究的重要性，本文將針對地質時代名稱的由來、地質時代的特性及各地質時代作一簡要說明。
一、地質時代的由來
地球自形成至今約有46億年，是一段非常漫長的時間。其間曾經在地球上演化出許多的生命，並經歷無數次的地殼變動、火山爆發…等地質事件。但是在時間的巨輪推動之下，生命在經過絢爛的一生後死亡。有些幸運地形成化石被保存下來，有些生命則終其一生，並未留下痕跡可供地質學家、古生物學家去發掘、發現它們曾經存在過。
關於地質年代的由來，其實必需追溯到英、美、法、德等在現代地質學上較先驅的歐美國家。大約在十九世紀時，這些國家的地質學家為了要辨識及安排化石曾經在那一段時間曾經存活過，開始了地層對比、地層柱及地質圖製作的工作，同時也進行地質時代及地質年代表的建立。當時的地質工作者已初步的具有地層學的概念，同時透過出現在岩層中化石的老新，瞭解到地質學中普遍出現的岩層裡，在底下的岩層通常是較老的，地層中岩層被另一地質構造切割具有較老的特性及被包裹岩體的形成年代較包裹它的岩體老等關係。這些想法即是現代地質學中化石連續定律 (Law of Faunal Succession)及地層疊置原理 (Law of Superposition)、切割關係定律(The Principle of Crosscutting Relations)及包裹體定律(The Principle of Inclusions)等基本原理。因為當時缺乏決定確定時間的工具，所以地質年代表僅能依據地層的上下關係建立而成，是一種相對時間(Relative Time)的概念，並由這種概念建立了目前我們所熟悉的地質時代的名稱。目前普遍使用的絕對定年方法，則是在19世紀末才開始發展，而且需到20世紀30年代定年的技術與精確度才獲得提升並普遍地應用在地質科學領域中，並依定年的結果建立了現在普遍應用同時具有確切時間的地質時間表(Geologic Time Scale)。必須注意的是各地質時代絕對年代並非固定不變的，而是隨著定年技術不斷的改進，會有新的絕對地質時間的更新，如Harland於1964年、Lamert於1971年、Hedberg於1976年參照國際地層委員會的資料所公布的地質時間表及後來美國地質學會(GSA)於1983年所訂定的地質時間表，各個不同的地質時間表即是已進行部份修改的結果。
地質時代名稱的由來一部份用地理位置來界定，大部份則使用首次被研究地區地層的特色 (如所含的化石)加以命名。紀的命名已經超過100年，是以出露在英國、德國、瑞士、俄羅斯及美國的地層為主要的命名依據。至於紀以下再劃分為數個世，例如我們較熟悉的第三紀的中新世、上新世…等，則是查理士萊爾 (Charles Lyell)在研究法國及義大利沉積盆地中的海洋沉積物時，將岩層中所含化石對比於現生生物所得的比例來命名的。
二、地質時代的特性
地質時代具有幾個特性，如地質時代具有階層性、地質時代時距的長短不同及越年輕的地質時代劃分得越詳細。
1. 地質時代具有階層性
元、代、紀、世、期、時段即為不同層級的地質時代，即地球的歷史由幾個代所組成，代底下分為幾個紀，紀亦可再細分為幾個世，對專業的地質工作者而言，世可在劃分為幾個期。
2. 地質時代的時距長短不同
元的時距通常是最長的，而時段則具有最短的時距，不同的地質時代單位具有不一的時距。不僅如此，具有相同時代單位的地質時代，它們的時距也長短不一，如古生代為五億七千萬年前到二億五千萬年前的這一段時間，時距長達三億二千萬年。而距離我們最近，與我們關係最為密切的新生代，則僅有六千五百萬年的時距，其間相差達五倍之多。造成時距長短差異的原因是早期的地質時代是以生物的演變及地殼的變動來劃分的，同時這些地質時代的界定與命名是在絕對時間決定的方法發展之前即已建立，並非依據時間的長短有規律地分隔每一段時間，所以造成有些地質時代長，有些地質時代短的現象。
3. 越年輕的地質時代劃分得越詳細
地質時代的第三個特點是年輕的地質時代要比老的地質時代劃分得詳細，如四十六億年前至五億七千萬年前這一段長達四十億年佔地球歷史超過80%的時間，通常是以前寒武紀 (Precambrian)或以超古元、太古元、遠古元等三個時代為簡單的分類、分層工作。而中生代一億九千萬的時距內，地質學家則將其劃分為三疊紀、侏儸紀與白堊紀，有些地質工作者或有特殊需要者，則進一步將各紀劃分為世為描述。因此，距離現在越近的時間點，地質時代的劃分越詳細、清楚且時距越短。造成上述差異的主要原因是老的地層多數被侵蝕消失，不然就是因為變質作用的影響而缺乏化石，所以無法提供較為詳細的研究與進行分類、分層工作。
三、地質時代的簡介
在地質時代單位中，由大到小共分為元、代、紀、世、期及時段等六個單位，亦即在地球46億年的漫長時間中，由二個元隱生元(或稱前寒武紀)及顯生元所組成，元底下再分為幾個代，由於隱生元的岩石大部份都已經變質、變形的非常嚴重而不容易辨識，同時亦缺乏可資分層的古生物化石，因此，在一般的使用時，大都不以較小的單位敘述與說明。顯生元則因為含有較多的化石，且地殼變動所形成的地層間斷與構造作用較為明顯，地質學家將其分為古生代、中生代及新生代等三個單位。下列將依地質時代由老到新及地質時間單位由大到小的順序，簡單地介紹各地質時代。
(一) 隱生元 (Cryptozoic Eon)或前寒武紀 (Precambrian)
隱生元就是前寒武紀，是前寒武紀以前的時代，為地球形成的46億年前至5億7千萬年前的這一段時間，佔全部地質時間約85%，約有40億年的時間。雖然地球科學家已經在隱生元尋獲許多化石，但是隱生元原來是指這個時代沒有生物的意思。本文依Harland et al. (1990)的劃分方式，將隱生元分為超古代、太古代及遠古代等三個代來說明。
1.超古代 (Hadean Era.)
地質學家將地球誕生的46億年前到39億年前稱為超古代，為地球歷史中最老的部份，超古代是由希臘字演變而來，意指地球的底下。在這個時代裡具有旺盛的火山噴發，水汽隨著火山活動不斷噴出，並使初期的地球充滿了水汽，同時降下了無數的豪雨，使得原本充滿岩漿熱力的地球慢慢冷卻下來。在這一段時間內，目前尚未發現完整的岩石紀錄被保留下來，使這個時代更加的無從瞭解與充滿神秘。
2.太古代 (Archaean Era.)
超古代接下來的時期稱為太古代，太古代在希臘文是地獄的意思，拉丁文則為年輕小孩之意，指的是39億年前到25億年前的這一段地質時間。在這一段時期內，地表依然是到處有火山活動，融熔的岩漿充斥整個地球表面。然而滿佈大氣的水蒸氣降下滂沱大雨，使地球的溫度慢慢下降，水漸漸地聚集形成初始的大海，使地球成為一個蔚藍的水球。在此同時地殼也形成了，當然水所造成的風化、侵蝕、搬運與沉積作用在這時已經開始形塑著地球。
3.遠古代 (Proterozoic Era.)
遠古元是緊接著太古元的一個時代，為25億年前至5億7千萬年前的這一段時間。遠古元指示了早期生命的意思，在20億年前時出現了原核生物-藍綠藻，並經過3億年的演化出現了真核的生物，同時在晚期 (6-8億年前)出現了多細胞生物。
(二)顯生元 (Phanerozoic Eon)
顯生元是生命大量出現的意思，包含了自5億7千萬年前以來的這一段時間。由於生命在5億5千萬年前時迅速地展開 (稱寒武紀大爆發)，所以形成了現今留存在岩石中的許多化石與地殼變動的現象，成為研究較詳細的部份。因此，本文將顯生元再細分為古生代、中生代及新生代予以說明。
1.古生代 (Paleozoic Era.)
古生代意思是古代生物生活的時期，時間自5億7千萬年前至2億4千5百萬年前，由寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀及二疊紀等六個紀組成。古生代早期 (包括寒武紀、奧陶紀和志留紀)，古生代晚期則為泥盆紀、石炭紀和二疊紀。
(1) 寒武紀 (Cambrian Period)
是指古生代中最老的一個紀，涵蓋的時間自5億7千萬年至5億5百萬年前的這一段時間。Cambrian由Cambria演變而來，而Cambria是羅馬文中威爾斯(Wales)的意思。在這一段時間內重要的事件為生物的「寒武紀大爆發」，而且單細胞生物繁多，三葉蟲普遍存在。
(2) 奧陶紀 (Ordovician Period)
是古生代的第二個紀，為5億5百萬年前到4億3千8百萬年前的這一段時間。Ordovician名稱是由生活在愛爾蘭、威爾斯及蘇格蘭高地的Celt 族的一支稱為Ordovices所演變而來的。在奧陶紀約6千萬年的時間裡，地球大部分為溫和的氣候，在海中大多數還覆蓋了生物建造之沈積物，珊瑚礁、藻礁、海綿及貝類豐富。
(3) 志留紀 (Silurian Period)
志留紀介於奧陶紀與泥盆紀之間，為早古生代的末期，是指4億3千8百萬年前至4億8百萬年前的這一段時間。Silurian亦是由生活在愛爾蘭、威爾斯及蘇格蘭高地的Celt 族的一支稱為Silures所演變而來的。在志留紀時魚類出現了，成為第一個脊椎動物，陸生植物亦出現。另外，加里東造山運動發生在志留紀末期，這個重大的造山運動形成自蘇格蘭一直延伸至斯堪地半島的山脈。
(4) 泥盆紀 (Devonian Period)
泥盆紀為晚古生代的第一個紀，介於志留紀與石炭紀之間，涵蓋的時間範圍為4億8百萬年前到3億6千萬年前，約有5千萬年的時距。Devonian (泥盆紀)是由英格蘭西南部Devonshire州演變而來的，因為這一時代的岩層最早是在此開始進行研究的。泥盆紀為古生代中造山運動的顛峰期，同時因為魚類繁衍，故泥盆紀又稱為魚的時代。不僅如此，第一個陸地脊椎動物兩生類，在泥盆紀進化形成了。
(5) 石炭紀 (Carboniferous Period)
石炭紀為3億6千萬年至2億8千6百萬年前的這段時間，因為在這段時間裡所形成的岩層中含有豐富的煤炭，因此石炭紀又可稱為煤炭的時代，目前全世界所使用的煤炭，大部份是形成於這個時代。在北美洲習慣上將石炭紀分為老的密西西比(Mississippian)及年輕的賓夕法尼亞(Pennsylvanian)二個期。石炭紀時氣候相當溫合，北美和歐洲富含森林、沼澤和三角洲，形成大煤田。昆蟲繁茂，第一個爬蟲類出現。
(6) 二疊紀 (Permian Period)
二疊紀為古生代最後一個紀，時距為2億8千6百萬年至2億4千5百萬年前。Permian 是由首先研究前蘇聯Perm地區這一時代的岩層演變而來的。二疊紀時形成了超級的大陸塊，稱為盤古大陸 (Pangaea)。二疊紀時造山運動劇烈，海西寧 (Hercynian)造山運動帶來了岩漿活動、褶皺和斷層。形成了德國的哈次山 (Harz)、中國的天山、崑崙山和阿爾泰山。此外，美國東部的阿帕拉契山脈和俄羅斯的烏拉山脈都在這一個時期造成。對於台灣而言，目前所知道且有化石證據的最古老岩層-大南澳雜岩帶中的大理岩即是在二疊紀晚期堆積形成的。二疊紀時兩棲類生物大量繁衍，因此二疊紀亦稱為兩棲類的時代。二疊紀末期地球發生了重大的變化，目前推側是類似6千五百萬年前白堊紀末期發生的隕星或慧星撞地球的事件，造成了約90%生物滅絕。
2.中生代 (Mesozoic Era.)
中生代指的是2億4千5百萬年前至6千6百50萬年前的這一段時間。在這一段時間內，恐龍出現並大量繁衍，成為主宰地球的脊椎動物。因此，中生代又稱為恐龍的時代。在這一時代的末期，哺乳動物首度出現，並經歷過6千5百萬年前的大浩劫而留存下來，進而稱霸於自6千5百萬年前至今的新生代。
(1) 三疊紀 (Triassic Period)
在經過二疊紀末其生物的大量滅絕之後，三疊紀成為中生代的第一個紀，是指距今2億4千5百萬年至2億8百萬年前，為一段約3千7百萬年時間。三疊紀名稱的由來，是在研究位於德國此一時代的地層時，發現岩層互相疊置呈三層狀，所以稱三疊紀。中生代初期三疊紀時，全球各地大多乾旱，與古生代的濕潤狀況不同。在三疊紀時，全球原來祇有一片原始大陸 (盤古大陸)(Pangaea)。第一個恐龍和巨大的海上爬蟲普遍出現，同時小型原始哺乳動物進化出現。
(2) 侏儸紀 (Jurassic Period)
侏儸紀的名稱是由首次研究位於法國與瑞士間的侏儸山(Jura Mtns.)演變而來，為距離現在2億8百萬年到1億4千4百萬年這一段約6千4百萬年的時間。侏儸紀時恐龍廣泛分布，飛行的爬蟲類與原始鳥類征服天空。同時自侏羅紀開始，大陸開始分裂，由於美洲和歐洲分開，造成大西洋。而侏羅紀末至白堊紀，全球的造山運動更趨激烈，形成了美國西部的內華達 (Sierra Nevada)山脈及東側的落磯山脈。
(3) 白堊紀 (Cretaceous Period)
白堊紀為中生代最末一個紀，代表1億4千4百萬年至6千6百50萬年前的這一段時間。Creta拉丁文中為白堊(chalk)的意思，英國南部及法國有許多這一時期、這一種岩類的地層，而由比利時地質學家Omalius d’Halloy依據巴黎盆地含有化石的白堊地層命名為Cretaceous。中國在白堊紀中期至末期，發生燕山造山運動，在沿海各省有火山活動，台灣亦因為太平洋板塊與歐亞大陸的隱沒作用，形成中央山脈的雛型。白堊紀末期發生了隕星或慧星撞地球的毀滅性事件，導致大部份的生物死亡，同時結束了恐龍統治地球的時代。
3.新生代 (Cenozoic Era.)
新生代包括中生代末期直到現在的這段時間。較老的部分稱為第三紀 (自6千6百50萬年前開始到160萬年前)，年輕的部分稱為第四紀 (自160萬年前開始至今)。新生代雖然時間短，但是它在地球歷史上是一個非常獨特的時期。造山運動達到最高峰，如喜馬拉雅山、台灣島都是在這個時期形成的。
(1) 第三紀 (Tertiary Period)
第三紀由古新世 (Paleocene)、始新世 (Eocene)、漸新世 (Oligocene)、中新世 (Miocene)和上新世 (Pliocene)等五個世所組成，名稱均由希臘文演變而成，用來描述地球歷史上最近的這一段時期。古新世是指6千6百50萬年前到5千7百80萬年前的這一段時間；始新世為5千7百80萬年到3千6百60萬年前的這一段時間；漸新世是3千6百60萬年到2千3百70萬年前的這一段時間；中新世為2千3百70萬年到5百30萬年前的這一段時間；而上新世則是5百30萬年前到160萬年前的這一段時間。在第三紀初期，當時的臺灣、喜馬拉雅山和阿爾卑斯山都是接受沉積物的沉積環境，均為海水所掩蓋。到了第三紀末期，受到造山運動的影響，形成阿爾卑斯山脈、喜馬拉雅山脈和台灣的中央山脈。
此外，在經歷了白堊紀末期大量生物死亡、滅絕後，哺乳動物爆炸性成長，開花植物普遍出現，而且氣候涼冷，所以草地出現。同時大致上已經隆起的中央山脈，成為現今為雪山山脈與麓山帶沉積盆地來源，形成大量的堆積。
(2) 第四紀 (Quaternary Period)
第四紀是由更新世 (Pleistocene)和全新世 (Holocene)二個世所組成。更新世約自160萬年前開始，全新世則由10,000年開始至今的這一段時間，全新世亦稱現代 (Recent)，是地質時代中最晚的時期。在這個時代裏，哺乳動物增長和適應，現生動物興起，而人類進化並成為地球上優勢的族群。
參考文獻
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