Протерозойский ( / ˌ р г oʊ т ər ə г oʊ ɪ к , р г ɒ т -, - ər oʊ -, - т г ə -, - т г oʊ - / ) [2] [3] [4] представляет собой геологический эон, охватывающий время от появления кислорода в атмосфере Земли до момента, предшествовавшего распространению сложной жизни (такой как трилобиты или кораллы ) на Земле. Название «Протерозой» сочетает в себе две формы, имеющие исключительно греческое происхождение: протерозойский, что означает «прежний, более ранний», и -зойский , «жизни». Протерозойский эон простирался от 2500 до 541 миллиона лет назад и является самой последней частью докембрийского «суперэона». Протерозой - самый длинный эон в геологической шкале времени Земли, и он подразделяется на три геологических эры (от древнейшей до самой молодой): палеопротерозой , мезопротерозой и неопротерозой . [5]
Протерозойский | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
2500 - 541,0 ± 1,0 млн лет | ||||||
Хронология | ||||||
| ||||||
Этимология | ||||||
Формальность имени | Формальный | |||||
Информация об использовании | ||||||
Небесное тело | земля | |||||
Региональное использование | Глобальный ( ICS ) | |||||
Используемая шкала времени | Шкала времени ICS | |||||
Определение | ||||||
Хронологическая единица | Eon | |||||
Стратиграфическая единица | Eonothem | |||||
Формальность промежутка времени | Формальный | |||||
Определение нижней границы | Определено хронометрически | |||||
Нижняя граница ГССП | N / A | |||||
ГССП ратифицирован | N / A | |||||
Определение верхней границы | Внешний вид Ichnofossil Treptichnus pedum | |||||
Верхняя граница ГССП | Секция Fortune Head , Ньюфаундленд , Канада 47.0762 ° N 55.8310 ° W 47 ° 04′34 ″ с.ш., 55 ° 49′52 ″ з.д. / / 47.0762; -55,8310 | |||||
ГССП ратифицирован | 1992 г. |
Хорошо идентифицированными событиями этого эона были переход к насыщенной кислородом атмосфере во время палеопротерозоя ; несколько оледенений , которые привели к появлению гипотетической Земли-снежного кома в криогенный период в конце неопротерозойской эры; и эдиакарский период (с 635 до 541 млн лет назад), который характеризуется эволюцией многочисленных мягкотелых многоклеточных организмов и дает нам первые очевидные ископаемые свидетельства жизни на Земле.
Протерозойская летопись
Геологическая летопись протерозойского эона более полная, чем геологическая летопись предшествующего архейского эона. В отличие от глубоководных отложений архея, протерозой отличается множеством пластов , залегающих в обширных мелководных эпиконтинентальных морях ; кроме того, многие из этих пород менее метаморфизированы, чем архейские, и многие из них не претерпели изменений. [6] : 315 Исследования этих горных пород показали, что эон продолжал массивную континентальную аккрецию, начавшуюся в конце архейского эона . Протерозойский эон также характеризовался первыми окончательными суперконтинентальными циклами и полностью современной горообразовательной деятельностью ( орогенезом ). [6] : 315–18, 329–32
Есть свидетельства того, что первые известные оледенения произошли в протерозое. Первым начался вскоре после того, как в начале протерозоя Eon, а также доказательства , по крайней мере , четыре во Неопротерозойской эре в конце протерозоя Eon, возможно , кончали с гипотетической Snowball Землей из Sturtian и Marinoan оледенений. [6] : 320–1, 325
Накопление кислорода
Одним из важнейших событий протерозоя было накопление кислорода в атмосфере Земли. Хотя считается, что кислород был высвобожден в процессе фотосинтеза еще в архейский Эон, он не мог накапливаться в какой-либо значительной степени, пока не были исчерпаны минеральные поглотители неокисленной серы и железа . Примерно до 2,3 миллиарда лет назад содержание кислорода составляло всего 1-2% от его нынешнего уровня. [6] : 323 железистых образований , которые обеспечивают большую часть мировой железной руды , являются одним из признаков этого процесса минеральной раковины. Их накопление прекратилось через 1,9 миллиарда лет назад, после того как все железо в океанах было окислено. [6] : 324
Красные пласты , окрашенные гематитом , указывают на увеличение содержания кислорода в атмосфере 2 миллиарда лет назад. Такие массивные образования оксида железа не встречаются в более старых породах. [6] : 324 Накопление кислорода, вероятно, было связано с двумя факторами: истощением химических стоков и увеличением захоронения углерода , который улавливал органические соединения , которые в противном случае были бы окислены атмосферой. [6] : 325
Субдукционные процессы
Протерозойский эон был очень тектонически активным периодом в истории Земли. Эон позднего архея - эон раннего протерозоя соответствует периоду возрастающей рециркуляции земной коры, что предполагает субдукцию . Свидетельством этой повышенной субдукционной активности является обилие старых гранитов, образовавшихся в основном после 2,6 млрд лет. [7] Возникновение эклогита (тип метаморфической породы, созданной высоким давлением,> 1 ГПа) объясняется с помощью модели, которая включает субдукцию. . Отсутствие эклогитов, относящихся к архейскому эону, предполагает, что условия в то время не способствовали формированию метаморфизма высокой степени и, следовательно, не достигли тех же уровней субдукции, которые имели место в протерозойском эоне. [8] В результате переплавления базальтовой океанической коры из-за субдукции ядра первых континентов стали достаточно большими, чтобы противостоять процессам рециклинга коры.
Долгосрочная тектоническая стабильность этих кратонов является причиной того, что мы находим континентальную кору возрастом до нескольких миллиардов лет. [9] Считается, что 43% современной континентальной коры было сформировано в протерозое, 39% - в архее и только 18% - в фанерозое . [7] Исследования Конди (2000) [10] и Рино и др. (2004) [ необходима цитата ] предполагают, что образование корки происходило эпизодически. Путем изотопного расчета возраста протерозойских гранитоидов было определено, что было несколько эпизодов быстрого увеличения образования континентальной коры. Причина этих импульсов неизвестна, но, похоже, они уменьшались по величине после каждого периода. [7]
Тектоническая история (суперконтиненты)
Свидетельства столкновения и рифтинга между континентами поднимают вопрос о том, каковы были движения архейских кратонов, составляющих протерозойские континенты. Механизмы палеомагнитного и геохронологического датирования позволили расшифровать тектонику Докембрия Суперона. Известно, что тектонические процессы протерозойского эона очень напоминают свидетельства тектонической активности, такие как орогенные пояса или офиолитовые комплексы, которые мы наблюдаем сегодня. Следовательно, большинство геологов сделают вывод, что Земля в то время была активна. Также принято считать, что в докембрии Земля прошла через несколько циклов распада и восстановления суперконтинента ( цикл Вильсона ). [7]
В позднем протерозое (самом недавнем) доминирующим суперконтинентом была Родиния (~ 1000–750 млн лет назад). Он состоял из ряда континентов, прикрепленных к центральному кратону, который формирует ядро Североамериканского континента, называемого Лаврентией . Примером горообразования (горообразования), связанного со строительством Родинии, является горообразование Гренвилля, расположенное в восточной части Северной Америки. Родиния образовалась после распада суперконтинента Колумбия и до образования суперконтинента Гондвана (~ 500 млн лет назад). [11] Определяющим орогенным событием, связанным с формированием Гондваны, было столкновение Африки, Южной Америки, Антарктиды и Австралии, формирующее панафриканскую орогенезу . [12]
Колумбия доминировала в раннем и среднем протерозое, и до этого о континентальных сообществах было известно немногое. Существует несколько правдоподобных моделей, объясняющих тектонику ранней Земли до образования Колумбии, но наиболее правдоподобная в настоящее время гипотеза состоит в том, что до Колумбии вокруг Земли было всего несколько независимых кратонов (не обязательно суперконтинент, например Родиния или Колумбия). [7]
Жизнь
Первые высокоразвитые одноклеточные, эукариотические и многоклеточные формы жизни, сохранившиеся как франсвильская биота , примерно совпадают с началом накопления свободного кислорода. [13] Это могло быть связано с увеличением количества окисленных нитратов, которые используют эукариоты, в отличие от цианобактерий . [6] : 325 Это было также во время протерозоя, когда возникли первые симбиотические отношения между митохондриями (обнаруженными почти у всех эукариот) и хлоропластами (обнаруженными только у растений и некоторых простейших ) и их хозяевами. [6] : 321–2
Расцвет эукариот, таких как акритархи , не препятствовал распространению цианобактерий; Фактически, строматолиты достигли своего пика обилия и разнообразия в протерозое, достигнув пика примерно 1200 миллионов лет назад. [6] : 321–3
Самые ранние окаменелости, обладающие чертами, типичными для грибов, относятся к палеопротерозойской эре, примерно 2400 миллионов лет назад; эти многоклеточные бентосные организмы имели нитчатые структуры, способные к анастомозу . [14]
Классически граница между протерозойским и фанерозойским эонами была установлена в основании кембрийского периода, когда появились первые окаменелости животных, включая трилобитов и археоциат , а также животных подобных Caveasphaera . Во второй половине 20-го века в протерозойских породах был обнаружен ряд ископаемых форм, но верхняя граница протерозоя осталась фиксированной на основании кембрия, которое в настоящее время находится на отметке 541 млн лет.
Смотрите также
- Хронология естественной истории
Рекомендации
- ^ Смитсоновский национальный музей flickr .
- ^ «Протерозой - определение протерозоя на английском языке из Оксфордского словаря» . OxfordDictionaries.com . Проверено 20 января 2016 .
- ^ «Протерозойский» . Словарь Мерриама-Вебстера .
- ^ «Протерозойский» . Dictionary.com Полный . Случайный дом .
- ^ Спир, Брайан. «Протерозойский эон» . Музей палеонтологии Калифорнийского университета .
- ^ Б с д е е г ч я J Стэнли, Стивен М. (1999). История системы Земля . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-2882-5.
- ^ а б в г д Kearey, P .; Klepeis, K .; Вайн, Ф. (2008). Докембрийская тектоника и цикл суперконтинента . Глобальная тектоника (Третье изд.). С. 361–377.
- ^ Берд, П. (2003). «Обновленная цифровая модель границ плит» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 4 (3): 1027. Bibcode : 2003GGG ..... 4.1027B . DOI : 10.1029 / 2001GC000252 .
- ^ Менгель, Ф. (1998). Протерозойская история . Система Земля: история и изменчивость. 2 .
- ^ Конди, К. (2000). Эпизодические модели континентального роста: размышления и расширения. Тектонофизика , 322 (1), 153–162. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(00)00061-5
- ^ Конди, KC; О'Нил, К. (2011). «Граница архея и протерозоя: 500 млн лет тектонического перехода в истории Земли». Американский журнал науки . 310 (9): 775–790. Bibcode : 2010AmJS..310..775C . DOI : 10.2475 / 09.2010.01 . S2CID 128469935 .
- ^ Хантли, К. (2002). Мозамбикский пояс, Восточная Африка: тектоническая эволюция Мозамбикского океана и слияния Гондваны . Геологическое общество Америки.
- ^ Эль Альбани, А .; Bengtson, S .; Кэнфилд, Делавэр; Беккер, А .; Macchiarelli, R .; Mazurier, A .; Хаммарлунд, ЕС; Boulvais, P .; Dupuy, J.-J .; Fontaine, C .; Fürsich, FT; Gauthier-Lafaye, F .; Janvier, P .; Javaux, E .; Осса, ФО; Pierson-Wickmann, A.-C .; Riboulleau, A .; Sardini, P .; Vachard, D .; Белый дом, М .; Менье, А. (2010). «Крупные колониальные организмы с координированным ростом в насыщенной кислородом среде 2,1 млрд лет назад». Природа . 466 (7302): 100–104. Bibcode : 2010Natur.466..100A . DOI : 10,1038 / природа09166 . PMID 20596019 . S2CID 4331375 .
- ^ Бенгтсон, Стефан; Расмуссен, Биргер; Иварссон, Магнус; Мюлинг, Джанет; Броман, Курт; Мароне, Федерика; Стампанони, Марко; Беккер, Андрей (24.04.2017). «Грибоподобные окаменелости мицелия в везикулярном базальте возрастом 2,4 миллиарда лет» . Природа, экология и эволюция . 1 (6): 141. DOI : 10.1038 / s41559-017-0141 . ISSN 2397-334X . PMID 28812648 . S2CID 25586788 .
Внешние ссылки
- Palaeos.com: протерозойский эон
- Протерозой (шкала хроностратиграфии)