Pin
Send
Share
Send


The Prekambrian (lub Przedkambryjskie) to przedział czasu geologicznego wynoszący około 4 miliardy lat, poczynając od powstania Ziemi około 4500 milionów lat temu (mya) i trwający aż do nagłego pojawienia się w skamielinach odnotowujących około 542 milionów obfitych makroskopijnych zwierząt o twardej skorupie. To wydarzenie oznacza początek okresu kambryjskiego.

Podczas ogromnych głębin czasu przedkambryjskiego nowo powstała planeta zastygła, ochłodziła się, różnicowała w części stałe, płynne i gazowe, i stała się miejscem powstania mikroskopijnych form życia, które się rozmnażały i stały się głównymi uczestnikami kształtującymi planetę. W szczególności bakterie fotosyntetyczne uwalniały tyle tlenu, że powodowały wytrącanie się ciężkiego ładunku rozpuszczonego żelaza w wodzie w postaci tlenków żelaza (które tworzą dziś bogate żyły rudy żelaza). Gdy bakterie nadal wytwarzały tlen, podczas gdy poziomy żelaza w wodzie malały, tlen gromadził się w atmosferze, osiągając poziom niezbędny do wspierania form życia wielokomórkowego, które rozwijały się w wodach - na podstawie wcześniejszego rozwoju z innych niż komórki jądrzaste (prokariota) do komórek jądrzastych (eukariota).

Prekambrian dzieli się, od najwcześniejszego do najnowszego, na eony hadeańskie, archaejskie (lub archeologiczne) i proterozoiczne. Niektórzy naukowcy rozpoznają tylko dwa podrejony, eony archaejskie i proterozoiczne, rozpoczynając prekambryjskie od powstania skorupy ziemskiej i najstarszych skał ziemskich 3800–4000 mya. W formacjach skalnych pochodzących z eonu archaejskiego pierwsze dowody kopalne komórek prokariotycznych pojawiają się około 3500 mi, a pierwsze dowody kopalne komórek eukariotycznych pojawiają się około 2700 mya. Czerwone glony, pierwszy znany organizm wielokomórkowy pojawia się około 1200 mi, a najwcześniejsze znane złożone wielokomórkowe organizmy pojawiają się w okresie ediakaranu, zaczynając co najmniej o 570 mi.

Okres kambryjski następujący bezpośrednio po nim to epoka, w której w zapisie kopalnym pojawia się gwałtowny rozwój fylli zwierzęcych, wydarzenie zwane Eksplozja kambryjska.

Czas geologiczny (około 4500 milionów lat temu - obecnie) HadeanArcheanProterozoicPhanerozoicPrekambrian (ok. 4500–542 milionów lat temu)

Przegląd

Niezwykle niewiele wiadomo na temat Prekambrii, mimo że stanowi ona w przybliżeniu siedem ósmych historii Ziemi. Niewiele wiadomo zostało odkrytych głównie w ciągu ostatnich czterech lub pięciu dekad. Zapis dotyczący skamielin w Prekambrii jest słaby, a to, jakie są obecne skamieliny (takie jak stromatolity utworzone przez biofilmy drobnoustrojów, których wapienny szlam zmieszany z ziarnami osadowymi twardnieje i z czasem gromadzi się w warstwach tworzących rodzaj guzka), ma ograniczone zastosowanie do pracy biostratygraficznej (Monroe and Wicander 1997). Wiele skał prekambryjskich ulega silnej metamorfozie, przesłaniając ich pochodzenie, podczas gdy inne zostały albo zniszczone przez erozję, albo pozostają głęboko pochowane pod warstwami fanerozoicznymi (Monroe i Wicander 1997, Gore 2006).

Uważa się, że sama Ziemia połączyła się z materiałem na orbicie wokół Słońca w przybliżeniu 4500 mya i mogła zostać uderzona przez planetę w kształcie Marsa wkrótce po jej uformowaniu, oddzielając materiał, który zebrał się, tworząc Księżyc. Stabilna skorupa została najwyraźniej na miejscu o 4400 mia, ponieważ kryształy cyrkonu z Australii Zachodniej datowane są na 4404 mya.

Termin „prekambryjski” jest nieco przestarzały, ale nadal jest powszechnie używany przez geologów i paleontologów. To było krótko nazywane również Kryptozoiczny wieczność. Wydaje się prawdopodobne, że „Precambrian” zostanie ostatecznie zastąpiony preferowanymi terminami Proterozoik, Archaean, i Hadean, i stać się przestarzałym terminem.

Życie przed kambryjczykiem

Nie wiadomo, kiedy powstało życie, ale węgiel w skałach datowanych na 3800 milionów lat temu z wysp położonych na zachodniej Grenlandii może być pochodzenia organicznego. Dobrze zachowane bakterie starsze niż 3460 milionów lat znaleziono w Australii Zachodniej. Prawdopodobne skamieliny starsze o 100 milionów lat znaleziono na tym samym obszarze. Istnieje całkiem niezły zapis życia bakteryjnego w pozostałej części Prekambrii.

Z wyjątkiem kilku kwestionowanych doniesień o znacznie starszych formach z Teksasu i Indii, pierwsze złożone wielokomórkowe formy życia wydają się pojawiać w przybliżeniu 600 mya. Dość różnorodna kolekcja form o miękkich ciałach znana jest z różnych miejsc na świecie od 600 do 542 mln lat (początek okresu kambryjskiego). Są to tak zwane Ediacaran lub Vendian biota. Twarde skorupy pojawiły się pod koniec tego okresu.

Bardzo różnorodna kolekcja form pojawiła się około 544 mln lat, począwszy od późnej Prekambrii ze słabo rozumianą „małą fauną półksiężycową”, a kończąc na bardzo wczesnej Kambrii z bardzo różnorodną i dość nowoczesną „fauną łupkową Burgess”, dając dowód szybkie promieniowanie form zwanych Eksplozja kambryjska życia. Mayr (2001) konkluduje, że widoczna eksplozja nowej phyli we wczesnej Kambrii była prawdopodobnie spowodowana szkieletowaniem różnych organizmów o miękkich ciałach, które istniały już w Prekambrii.

Środowisko planetarne i katastrofa tlenowa

Proponowana rekonstrukcja superkontynentu Rodinia 750 milionów lat temu, z podkreślonym pasem orogenicznym w wieku 1,1 miliarda lat. Dowody geologiczne sugerują, że Rodinia utworzyła około 1000 mya w erze mezoproterozoicznej i rozpadła się w erze neoproterozoicznej około 600 mya.

Masy lądowe kontynentu wystające ponad powierzchnię wód pokrywających Ziemię zgromadziły się, rozpadły i ponownie złączyły kilka razy w ciągu eonów czasu geologicznego, ale szczegóły ruchów płytowych w Prekambrii są tylko bardzo znane. Powszechnie uważa się, że większość ziemskich mas lądowych zebrała się w jednym superkontynencie, Rodinia, około 1000 mya, a następnie rozpadła się na około 600 mya. Zidentyfikowano szereg okresów lodowcowych już w epoce hurońskiej, około 2200 milionów lat temu. Najlepiej zbadanym z najstarszych zlodowaceń jest zlodowacenie sturtiańsko-varangowskie, około 600 milionów lat temu, które mogło doprowadzić warunki lodowcowe aż do równika, powodując powstanie „Śnieżnej Ziemi”.

Atmosfera wczesnej Ziemi jest słabo znana, ale uważa się, że miała wysoką redukcję gazów, zawierającą bardzo mało wolnego tlenu. Młoda planeta miała prawdopodobnie czerwonawy odcień, a jej morza uważano za oliwkowo-zielone. Wiele materiałów z nierozpuszczalnymi tlenkami wydaje się być obecnych w oceanach przez setki milionów lat po powstaniu Ziemi.

Kiedy bakterie opracowały maszynę biochemiczną do przeprowadzania fotosyntezy, zaczęły wytwarzać tlen w dużych ilościach, powodując kryzys ekologiczny zwany czasem Katastrofą Tlenową. We wczesnej fazie produkcji tlenu na dużą skalę tlen szybko związał się w reakcjach chemicznych, głównie z żelazem, aż do wyczerpania zapasów powierzchni zdolnych do utlenienia. Następnie rozwinęła się nowoczesna atmosfera wysokotlenowa. Starsze skały zawierają masywne pasmowe formacje żelaza, które najwyraźniej zostały złożone jako pierwsze połączenie żelaza i tlenu.

Podrejony Precambrian

W ubiegłym stuleciu opracowano różnorodne terminologie i ramy charakteryzujące wczesne lata istnienia Ziemi. Jednak dzięki ulepszeniom i szerszemu wykorzystaniu metod datowania radiometrycznego naukowcy przypisują wiarygodne rzeczywiste daty konkretnym formacjom i cechom, a pole staje się coraz bardziej ustalone.

  • Proterozoik. We współczesnym użyciu protonozoik jest najczęściej okresem rozciągającym się od początku najwcześniejszej granicy kambryjskiej do 2500 milionów lat temu. Najwcześniejsza granica kambryjska była umieszczana w różnych momentach przez różnych autorów, ale granica ta została teraz ustalona na 542 mln lat temu. Pierwotnie użyty termin Proterozoik był synonimem Prekambrii i dlatego obejmował wszystko przed granicą kambryjską.
    • Neoproterozoik. Era neoproterozoiczna jest uważana za najwcześniejszy podział proterozoiku, rozciągający się od najwcześniejszej granicy kambryjskiej aż do 900 mya, chociaż współczesne zastosowanie zwykle reprezentuje krótszy przedział od 542-600 mya. Neoproterozoik odpowiada skałom „Precambrian Z” starszej północnoamerykańskiej geologii.
      • Ediacaran (część ery neoproterozoicznej eonu proterozoicznego). W marcu 2004 r. Międzynarodowa Unia Nauk Geologicznych oficjalnie zdefiniowała termin okres ediakaranowy jako rozpoczynający się w momencie osadzania określonej granicy stratygraficznej, około 620 mln lat, a kończący na początku kambryjskiej, 542 mln lat temu. W okresie ediakaranicznym pojawiła się fauna ediakaranska. Okres ediakaran jest dłuższy niż okres od zniknięcia dinozaurów około 65 milionów lat; ediakaran to okres czasu wystarczający do znacznych zmian i rozwoju różnych typów ciał, jak widać w eksplozji kambryjskiej.
      • Kriogeniczny. Jest to proponowany podział ery neoproterozoicznej.
      • Tonian Tonian jest kolejnym proponowanym podziałem ery neoproterozoicznej.
    • Mezoproterozoik. Era mezoproterozoiczna jest środkowym podziałem Proterozoik eon i rozciąga się od około 900 mya do 1600 mya. Ten okres odpowiada skałom „Precambrian Y” starszej północnoamerykańskiej geologii.
    • Paleoproterozoik. Era paleoproterozowa jest najstarszym podziałem na Proterozoik eon, rozciągający się w przybliżeniu od 1600-2500 mya. Odpowiada skałom „Precambrian X” starszej geologii Ameryki Północnej.
  • Archaean. Eon Archaena rozciąga się z grubsza od 2500-3800 mya.
  • Hadean. Eon Hadeana to podział odpowiadający czasowi przed 3800 mya. Termin ten miał pierwotnie obejmować czas, zanim zdeponowane zostaną jakiekolwiek zachowane skały, chociaż wydaje się, że bardzo niewiele pokładów skalnych datuje się nieco wcześniej niż 3800 milionów lat temu. Niektóre kryształy cyrkonu z około 4400 mii wskazują na istnienie skorupy w eonie Hadeana. Inne zapisy z czasów Hadeana pochodzą z księżyca i meteorytów.

Zaproponowano, aby Prekambrian był podzielony na eony i epoki, które odzwierciedlają etapy ewolucji planet, zamiast obecnego schematu opartego na wiekach liczbowych. Taki system mógłby opierać się na zdarzeniach zapisanych w stratygrafii i być wyznaczony przez Globalne Graniczne Sekcje Stratotypowe i Punkty (GSSP) (uzgodnione na szczeblu międzynarodowym sekcje stratygraficzne, które służą jako sekcja odniesienia dla konkretnej granicy w skali geologicznej). Prekambrian można podzielić na pięć „naturalnych” eonów, scharakteryzowanych w następujący sposób (Bleeker 2004):

  1. Akrecja i różnicowanie: okres formacji planetarnej aż do gigantycznego zdarzenia uderzenia tworzącego Księżyc.
  2. Hadean: późny okres ciężkich bombardowań.
  3. Archean: okres określony przez pierwsze formacje skorupy ziemskiej (pas zielonego kamienia Isua) aż do odkładania się formacji żelaza z powodu rosnącej zawartości tlenu w atmosferze.
  4. Przejście: okres ciągłego formowania pasm żelaza aż do pierwszych czerwonych pokładów kontynentalnych.
  5. Proterozoik: okres nowoczesnej tektoniki płyt do pierwszych zwierząt.

Referencje

  • Bleeker, W. 2004. W stronę „naturalnej” przedkambryjskiej skali czasowej. W F. M. Gradstein, J. G. Ogg i A. G. Smith (red.). Geologiczna skala czasu 2004. Cambridge University Press. ISBN 0-521-78673-8.
  • Gore, P. J. W. 1999. The Precambrian. Pobrano 6 grudnia 2006 r.
  • Mayr, E. 2001. Czym jest ewolucja. New York: Basic Books. ISBN 0465044263.
  • Monroe, J. i R. Wicander. 1997. Zmieniająca się Ziemia, 2. edycja Belmont: Wadsworth Publishing Company.
  • Wilde S.A., J. W. Valley, W. H. Peck i C. M. Graham. 2001. Dowody z detrital cyrkonów na istnienie skorupy kontynentalnej i oceanów na Ziemi 4.4 Gyr temu. Natura 409: 175-178.
  • Wyche, S., D. R. Nelson i A. Riganti. 2004. 4350-3130 Ma detrital cyrkonie w Southern Cross Granite-Greenstone Terrane, Australia Zachodnia: Implikacje dla wczesnej ewolucji krateru Yilgarn. Australian Journal of Earth Sciences 51 (1): 31. Pobrano 10 stycznia 2006 r.
  • Valley, J. W., W. H. Peck i E. M. King. 1999. Cyrkonie są wieczne. Biuletyn dla absolwentów Uniwersytetu Wisconsin-Madison Geology. Pobrano 10 stycznia 2006 r.

Pin
Send
Share
Send