Архейский - Archean

Архейский
4000 - 2500 млн лет
Archean.png
Впечатление художника от архейского пейзажа.
Хронология
Этимология
Формальность имени Формальный
Альтернативное написание (а) Архейский, архейский
Синоним (ы) Эозойский
Дж. В. Доусон , 1865 г.
Информация об использовании
Небесное тело Земля
Региональное использование Глобальный ( ICS )
Используемая шкала времени Шкала времени ICS
Определение
Хронологическая единица Eon
Стратиграфическая единица Eonothem
Формальность временного интервала Формальный
Определение нижней границы Определено хронометрически
Нижняя граница ГССП N / A
ГССП ратифицирован N / A
Определение верхней границы Определено хронометрически
Верхняя граница ГССП N / A
ГССП ратифицирован N / A

Архей Eon ( / ɑːr к ˙I ə п / ар- KEE -ən , также пишется архей или АРХЕЙСКАЯ ) является вторым из четырех геологических эр в истории Земли , что составляет время от 4000 до 2500 миллионов лет назад . За это время земная кора достаточно остыла, чтобы сформировались континенты и зародилась самая ранняя из известных нам форм жизни . На протяжении всего архея жизнь была простой, в основном представленной мелководными микробными матами, называемыми строматолитами , а в атмосфере отсутствовал свободный кислород. Архею предшествовал Хадейский эон, а за ним - протерозой .

Этимология и изменения в классификации

Слово архей происходит от греческого слова arkhē ( αρχή ), означающего «начало, происхождение». Впервые оно было использовано в 1872 году, когда оно означало «самый ранний геологический возраст». До того, как был признан Хадейский эон, архей охватил раннюю историю Земли от ее образования около 4540 миллионов лет назад до 2500 миллионов лет назад.

Вместо стратиграфии начало и конец архейского эона определяются хронометрически . Нижняя граница эона или начальная точка 4 миллиарда лет назад официально признана Международной комиссией по стратиграфии .

Геология

Эволюция радиогенного теплового потока Земли во времени

Когда начался архей, тепловой поток Земли был почти в три раза выше, чем сегодня, и все еще был вдвое выше нынешнего уровня при переходе от архея к протерозою (2500  млн лет назад ). Дополнительное тепло было результатом смеси остаточного тепла от планетарной аккреции , образования металлического ядра и распада радиоактивных элементов.

Хотя известно, что некоторые минеральные зерна относятся к хадейскому, самые старые горные образования, обнаженные на поверхности Земли, относятся к архейским. Архейские породы встречаются в Гренландии , Сибири , Канадском щите , Монтане и Вайоминге (обнаженные части кратона Вайоминг ), Балтийском щите , массиве Родопы , Шотландии , Индии , Бразилии , западной Австралии и южной части Африки . Гранитные породы преобладают в кристаллических остатках сохранившейся архейской коры. Примеры включают большие листы расплава и объемные плутонические массы гранита , диорита , слоистых интрузий , анортозитов и монцонитов, известных как санукитоиды . Архейские породы часто представляют собой сильно метаморфизованные глубоководные отложения, такие как граувакки , аргиллиты , вулканические отложения и полосчатые железные образования . Вулканическая активность была значительно выше, чем сегодня, с многочисленными извержениями лавы, в том числе необычных типов, таких как коматиит . Карбонатные породы встречаются редко, что указывает на то, что океаны были более кислыми из-за растворенного углекислого газа, чем во время протерозоя. Зеленокаменные пояса представляют собой типичные архейские образования, состоящие из чередующихся единиц метаморфизованных основных магматических и осадочных пород, включая архейские кислые вулканические породы . Метаморфизованные магматические породы произошли от вулканических островных дуг , в то время как метаморфизованные отложения представляют собой глубоководные отложения, размытые из соседних островных дуг и отложившиеся в преддуговом бассейне. Зеленокаменные пояса, являясь обоими типами метаморфизованных горных пород, представляют собой швы между протоконтинентами.

Материки Земли начали формироваться в архее, хотя подробности их формирования все еще обсуждаются из-за отсутствия обширных геологических свидетельств. Одна из гипотез состоит в том, что горные породы, которые сейчас находятся в Индии, Западной Австралии и Южной Африке, сформировали континент под названием Ур 3100 млн лет назад. Другая противоречивая гипотеза состоит в том, что породы из Западной Австралии и Южной Африки были собраны на континенте под названием Ваальбара еще 3600 млн лет назад. Хотя первые континенты сформировались в течение этого эона, горные породы этого возраста составляют только 7% кратонов современного мира ; даже с учетом эрозии и разрушения прошлых образований, данные свидетельствуют о том, что только 5–40% современной площади континентов сформировались во время архея.

К концу архея около 2500 млн лет назад тектоническая активность плит могла быть аналогична активности современной Земли. Есть хорошо сохранившиеся осадочные бассейны и свидетельства вулканических дуг , внутриконтинентальных рифтов , столкновений континентов и континентов и широко распространенных орогенных событий, охватывающих весь земной шар, что предполагает сборку и разрушение одного или, возможно, нескольких суперконтинентов . Свидетельства из полосчатых железных образований, кремниевых пластов, химических отложений и подушечных базальтов показывают, что жидкая вода была преобладающей и глубокие океанические бассейны уже существовали.

В 2021 году Симоне Марчи объявила о доказательствах гораздо более тяжелых столкновений с астероидами в период между 3500 и 2500 млн лет назад, сравнив модель рассеивания столкновений с данными о древних сферических слоях: «[Мы], вероятно, подвергались ударам размером с Чиксулуб в среднем каждые 15 миллионов. лет .... Мы обнаружили, что уровень кислорода резко колебался бы в период интенсивных ударов ".

Среда

Считается, что в атмосфере архея почти не хватало свободного кислорода . Астрономы считают, что Солнце имело около 70–75 процентов нынешней светимости, однако температуры на Земле, похоже, были близки к современным уровням всего через 500 миллионов лет после образования Земли ( парадокс слабого молодого Солнца ). О наличии жидкой воды свидетельствуют некоторые сильно деформированные гнейсы, образованные метаморфизмом осадочных протолитов . Умеренные температуры могут отражать присутствие большего количества парниковых газов, чем позже в истории Земли. С другой стороны, альбедо Земли могло быть в то время ниже из-за меньшей площади суши и облачности.

Ранние годы

Процессы, породившие жизнь на Земле, до конца не изучены, но есть существенные доказательства того, что жизнь возникла либо в конце Хадейского Эона, либо в начале Архейского Эона.

Самым ранним свидетельством существования жизни на Земле является графит биогенного происхождения, обнаруженный в метаосадочных породах возрастом 3,7 миллиарда лет, обнаруженных в Западной Гренландии .

Самые ранние идентифицируемые окаменелости состоят из строматолитов , которые представляют собой микробные маты, образованные на мелководье цианобактериями . Самые ранние строматолиты встречаются в 3,48 млрд годовалого песчаника , обнаруженного в Западной Австралии . Строматолиты встречаются повсюду в архее и стали обычным явлением в конце архея. Цианобактерии сыграли важную роль в создании свободного кислорода в атмосфере.

Еще одно свидетельство ранней жизни обнаружено у барита возрастом 3,47 миллиарда лет в группе Варравуна в Западной Австралии. Этот минерал показывает фракционирование серы до 21,1%, что свидетельствует о том, что сульфатредуцирующие бактерии усваивают серу-32 легче, чем серу-34.

Свидетельства жизни в позднем гаде более противоречивы. В 2015 году биогенный углерод был обнаружен в цирконах, возраст которых составляет 4,1 миллиарда лет назад, но это свидетельство является предварительным и требует подтверждения.

Земля была очень враждебна к жизни до 4,2–4,3 млрд лет назад, и можно сделать вывод, что до Архейского Эона жизнь, как мы ее знаем, подвергалась угрозе со стороны этих условий окружающей среды. Хотя жизнь могла возникнуть до архея, условия, необходимые для поддержания жизни, не могли возникнуть до архейского Эона.

Жизнь в архее ограничивалась простыми одноклеточными организмами (без ядер), называемыми прокариотами . Помимо домена Bacteria , были идентифицированы также микрофоссилии домена Archaea . Нет никаких известных окаменелостей эукариот, относящихся к раннему архею, хотя они могли эволюционировать во время архея, не оставив никаких следов . Ископаемые стераны , свидетельствующие об эукариотах, были зарегистрированы в архейских слоях, но, как было показано, возникли в результате загрязнения более молодыми органическими веществами. Не было обнаружено никаких ископаемых доказательств наличия ультрамикроскопических внутриклеточных репликаторов, таких как вирусы .

Ископаемые микробы из земных микробных матов показывают, что жизнь на суше уже зародилась 3,22 миллиарда лет назад.

Смотрите также

Сноски

использованная литература

внешние ссылки