Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Архей Eon ( / ɑːr к ˙I ə п / ар- KEE -ən , также пишется архей или АРХЕЙСКАЯ ) является одним из четырех геологических эр в земной истории, происходящие 3875 до 2750 млн лет назад (4 до 2,5  ГЬЯ ). Во время архея земная кора достаточно остыла, чтобы позволить образование континентов и зарождение жизни на Земле .

Этимология и изменения в классификации [ править ]

Слово «архей» происходит от древнегреческого слова Αρχή ( Архе ), что означает «начало, происхождение». [1] Впервые оно было использовано в 1872 году, когда оно означало «самого раннего геологического возраста». [a] До того, как был признан Хадейский эон , архей охватил раннюю историю Земли с момента ее образования около 4540 миллионов лет назад ( Майя ) до 2500 миллионов лет назад . [ необходима цитата ]

Вместо того, чтобы основываться на стратиграфии , начало и конец архейского эона определяются хронометрически . Нижняя граница эона или начальная точка 4  Гя (4  миллиарда лет назад ) официально признана Международной комиссией по стратиграфии . [3]

Геология [ править ]

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 Вайоминга ), Балтийском щите , массиве Родопы , Шотландии , Индии , Бразилии , западной Австралии и южной Африке . [ необходима цитата ] ГранитныйВ кристаллических остатках сохранившейся архейской коры преобладают породы. 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 . [4] Карбонатгорные породы встречаются редко, что указывает на то, что океаны были более кислыми из-за растворенного углекислого газа, чем во время протерозоя. [5] 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, вымытые из соседних островных дуг и отложившиеся в преддуговом бассейне. Зеленокаменные пояса, являясь обоими типами метаморфизованных пород, представляют собой швы между протоконтинентами. [6] ( стр. 302–303))

Континенты Земли начали формироваться в архее, хотя детали 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 на юге Африки, сформировали континент под названием Ур 3100 млн лет назад. [7] Другая противоречивая гипотеза состоит в том, что породы из западной Австралии и южной Африки были собраны на континенте под названием Ваалбара еще 3600 млн лет назад. [8] 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. [6] ( стр. 301–302 )

К концу архея около 2500 млн лет назад (2,5 млрд лет назад) тектоническая активность плит могла быть подобна активности современной Земли. Есть хорошо сохранившиеся осадочные бассейны и свидетельства вулканических дуг , внутриконтинентальных разломов , 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 , кремнистых пластов, химических отложений и подушечных базальтов показывают, что жидкая вода была преобладающей и глубокие океанические бассейны уже существовали.

Окружающая среда [ править ]

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 после всего лишь 500 млн лет 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 . [9] [10] Или альбедо Земли.в то время могло быть меньше из-за меньшей площади суши и облачности. [11]

Ранняя жизнь [ править ]

Хронология жизни
-4500 -
-
-4000 -
-
-3500 -
-
-3000 -
-
-2500 -
-
-2000 -
-
-1500 -
-
-1000 -
-
-500 -
-
0 -
Вода
Одноклеточная жизнь
Фотосинтез
Эукариоты
Многоклеточная жизнь
Членистоногие Моллюски
Растения
Динозавры    
Млекопитающие
Цветы
Птицы
Приматы
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Самая ранняя Земля ( -4540 )
Самая ранняя вода
Самая ранняя жизнь
LHB метеориты
Самый ранний кислород
Атмосферный кислород
Кислородный кризис
Древнейшие грибы
Половое размножение
Самые ранние растения
Самые ранние животные
Эдиакарская биота
Кембрийский взрыв
Тетрапода
Самые ранние обезьяны
Р ч п е г о г о я гр
П р о т е р о з о и к
Т с ч е с п
H a d e a n
Понгола
Гуронский
Криогенный
Андский
Кару
Четвертичный
Ледниковые периоды
( миллион лет назад )

В процессах , которые привели к возникновению жизни на Земле , не полностью, но есть существенные доказательства того, что жизнь появилась либо вблизи конца катархой Eon или в начале архея Eon.

Ранние свидетельства для жизни на Земле являются графит из биогенного происхождения обнаружено в 3,7 млрд однолетних метаосадочных пород , обнаруженных в Западной Гренландии . [12]

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 . [13] [14] Строматолиты встречаются повсюду в архее [15] и становятся обычным явлением в конце архея. [6] ( p307 ) Цианобактерии сыграли важную роль в создании свободного кислорода в атмосфере. [16]

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% [17], что свидетельствует о том, что сульфатредуцирующие бактерии усваивают серу-32 легче, чем серу-34. [18]

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. [19] [20]

Земля была очень враждебна к жизни до 4,2–4,3 млрд лет назад, и можно сделать вывод, что до архейского эона жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, столкнулась с проблемами окружающей среды. Хотя жизнь могла возникнуть до архея, условия, необходимые для поддержания жизни, не могли возникнуть до архейского Эона. [21]

Жизнь в архее была ограничена 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, возможно, эволюционировали во время архея, не оставив никаких следов . [6] ( pp306,323 ) Окаменелые стераны , свидетельствующие об эукариотах, были зарегистрированы в архейских слоях, но, как было показано, произошли от загрязнения более молодыми органическими веществами. [22] Никаких окаменелостей не было обнаружено для ультрамикроскопических внутриклеточныхрепликаторы, такие как вирусы .

Ископаемые микробы из земных микробных матов показывают, что жизнь уже зародилась на суше 3,22 миллиарда лет назад. [23]

См. Также [ править ]

  • Абиогенез  - естественный процесс возникновения жизни из неживой материи.
  • Космический Календарь
  • Самые ранние известные формы жизни  - предполагаемые окаменелые микроорганизмы, обнаруженные возле гидротермальных источников.
  • Шкала геологического времени  - система, которая связывает геологические пласты со временем.
  • История Земли  - Развитие планеты Земля от ее образования до наших дней.
  • Докембрий  - самая ранняя часть истории Земли: 4600–541 миллион лет назад.
  • Хронология естественной истории
  • Архейские кислые вулканические породы  - кислые вулканические породы, образовавшиеся в архейском эоне.

Сноски [ править ]

  1. Название архей придумал американский геолог Джеймс Дуайт Дана (1813–1895). [2] Докембрийский эон считался безжизненным (азойским); однако, поскольку окаменелости были обнаружены в отложениях, которые были сочтены принадлежащими азойской эпохе, «... я предлагаю использовать для азойской эпохи и ее пород общий термин Archæn (или Arche'an) от греческого άρχαιος , относящиеся к началу ". [2] ( стр. 253 )

Ссылки [ править ]

  1. ^ Харпер, Дуглас. «Архейский» . Интернет-словарь этимологии .
  2. ^ а б Дана JD (1872). «Геология Зеленой горы. О кварците» . Американский журнал науки и искусства . 3-я серия. 3 (16): 250–257.
  3. ^ "Международная хроностратиграфическая карта v.2013 / 01" (PDF) . Международная комиссия по стратиграфии . Январь 2013 . Проверено 6 апреля 2013 года .
  4. Перейти ↑ Dostal J (2008). "Ассоциации магматических пород 10. Коматииты" . Геонауки Канады . 35 (1).
  5. ^ Купер JD, Миллер RH, Паттерсон J (1986). Путешествие во времени: принципы исторической геологии . Колумбус: Издательство Merrill Publishing Company. п. 180 . ISBN 978-0675201407.
  6. ^ a b c d Стэнли, Стивен М. (1999). История системы Земля . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. ISBN 978-0716728825.
  7. ^ Rogers JJ (1996). «История континентов за последние три миллиарда лет». Журнал геологии . 104 (1): 91–107. Bibcode : 1996JG .... 104 ... 91R . DOI : 10.1086 / 629803 . JSTOR 30068065 . S2CID 128776432 .  
  8. Перейти ↑ Cheney ES (1996). «Последовательная стратиграфия и тектоническое значение плит трансваальской последовательности на юге Африки и ее эквивалента в Западной Австралии». Докембрийские исследования . 79 (1–2): 3–24. Bibcode : 1996PreR ... 79 .... 3C . DOI : 10.1016 / 0301-9268 (95) 00085-2 .
  9. ^ Уокер, Джеймс CG (июнь 1985). «Углекислый газ на ранней земле» (PDF) . Истоки жизни и эволюция биосферы . 16 (2): 117–127. Bibcode : 1985OrLi ... 16..117W . DOI : 10.1007 / BF01809466 . ЛВП : 2027,42 / 43349 . PMID 11542014 . S2CID 206804461 . Проверено 30 января 2010 года .   
  10. Павлов А.А., Кастинг Дж. Ф., Браун Л. Л., Гнев К. А., Фридман Р. (май 2000 г.). «Тепличное потепление за счет CH 4 в атмосфере ранней Земли» . Журнал геофизических исследований . 105 (E5): 11981–11990. Bibcode : 2000JGR ... 10511981P . DOI : 10.1029 / 1999JE001134 . PMID 11543544 . 
  11. Rosing MT, Bird DK, Sleep NH, Bjerrum CJ (апрель 2010 г.). «Никакого климатического парадокса под слабым ранним солнцем». Природа . 464 (7289): 744–747. Bibcode : 2010Natur.464..744R . DOI : 10,1038 / природа08955 . PMID 20360739 . S2CID 205220182 .  
  12. ^ Ohtomo Y, Какэгава Т, Ишид А, Нагас Т, Росинг МТ (8 декабря 2013 г. ). «Доказательства биогенного графита в метаосадочных породах Исуа раннего архея». Природа Геонауки . 7 (1): 25–28. Bibcode : 2014NatGe ... 7 ... 25оС . DOI : 10.1038 / ngeo2025 .
  13. ^ Borenstein, Сет (13 ноября 2013). «Самое древнее найденное ископаемое: познакомьтесь со своей мамой-микробом» . AP News . Проверено 15 ноября 2013 года .
  14. ^ Ноффк N, Christian D, Wacey D, Хейзена RM (декабрь 2013). «Осадочные структуры, вызванные микробами, фиксирующие древнюю экосистему формации Дрессер возрастом около 3,48 миллиарда лет, Пилбара, Западная Австралия» . Астробиология . 13 (12): 1103–1124. Bibcode : 2013AsBio..13.1103N . DOI : 10.1089 / ast.2013.1030 . PMC 3870916 . PMID 24205812 .  
  15. ^ Гарвуд, Russell J. (2012). «Образцы в палеонтологии: первые 3 миллиарда лет эволюции» . Палеонтология в Интернете . 2 (11): 1–14 . Проверено 25 июня 2015 года .
  16. ^ «Ранняя жизнь: кислород попадает в атмосферу» . BBC . Проверено 20 сентября 2012 года .
  17. Shen Y, Buick R, Canfield DE (март 2001 г.). «Изотопные доказательства уменьшения содержания сульфата микробов в раннюю архейскую эру». Природа . 410 (6824): 77–81. Bibcode : 2001Natur.410 ... 77s . DOI : 10.1038 / 35065071 . PMID 11242044 . S2CID 25375808 .  
  18. Перейти ↑ Seal RR (2006). «Изотопная геохимия серы сульфидных минералов» . Обзоры по минералогии и геохимии . 61 (1): 633–677. Bibcode : 2006RvMG ... 61..633S . DOI : 10.2138 / rmg.2006.61.12 .
  19. ^ Borenstein S (19 октября 2015). «Намеки на жизнь на том, что считалось пустынной на ранней Земле» . Волнуйтесь . Йонкерс, штат Нью-Йорк: Интерактивная сеть Mindspark . Ассошиэйтед Пресс . Проверено 20 октября 2015 года .
  20. ^ Bell EA, Boehnke P, Харрисон Т.М., Мао WL (ноябрь 2015). «Потенциально биогенный углерод, сохранившийся в цирконе возрастом 4,1 миллиарда лет» . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (Early, опубликовано в Интернете перед печатью). 112 (47): 14518–14521. Bibcode : 2015PNAS..11214518B . DOI : 10.1073 / pnas.1517557112 . PMC 4664351 . PMID 26483481 .  
  21. ^ Nisbet, Юэн (1980). «Строматолиты архея и поиски древнейшей жизни». Природа . 284 (5755): 395–396. Bibcode : 1980Natur.284..395N . DOI : 10.1038 / 284395a0 . S2CID 4262249 . 
  22. ^ French KL, Hallmann C, Hope JM, Schoon PL, Zumberge JA, Hoshino Y, Peters CA, George SC, Love GD, Brocks JJ, Buick R, Summons RE (май 2015). «Переоценка углеводородных биомаркеров в архейских породах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (19): 5915–5920. Bibcode : 2015PNAS..112.5915F . DOI : 10.1073 / pnas.1419563112 . PMC 4434754 . PMID 25918387 .  
  23. Ву, Маркус (30 июля 2018 г.). «Старейшее свидетельство существования жизни на суше, обнаруженное в Южной Африке» . livescience.com .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Архей» . База данных GeoWhen. stratigraphy.org . Архивировано из оригинального 22 августа 2010 года . Проверено 17 сентября 2010 года .
  • "Когда началась тектоника плит?" . utdallas.edu . Техасский университет - Даллас.
  • «Архей (шкала хроностратиграфии)» . ghkclass.com .