Архей протерозой
РАННЕАРХЕЙСКИЙ ЭОН (НИЖНЕАРХЕЙСКАЯ ЭОНОТЕМА) — AR,
Общая характеристика
Возрастная граница между ранне- и позднеархейским зонами проводится на уровне 3.150 млн. лет. Самые древние образования иногда называют «катархей» (от греч. ката — внизу, термин Я.Седерхольма, 1893), хотя объем этого стратона не определен и понимается по-разному.
Нижнеархейские образования, слагающие значительные участки фундамента древних платформ, являются зачатками континентальной коры и представлены разнообразными глубоко метаморфизованными пара- и ортопородами. Наиболее древними из них являются так называемые «серые гнейсы». Это преимущественно гнейсы андезидацитового состава, а также амфиболиты, железистые кварциты и другие продукты метаморфизма как осадочных, так и магматических пород. Фации метаморфизма — гранулитовая, амфиболитовая.
Эти наиболее древние образования с возрастом, как правило, превышающим 3,5 млрд.
т, развиты на всех континентах. В Европе это Кольская серия Кольского п-ова, беломорская серия Карелии и др.; в Азии — алданская серия Алданского щита, анабарская серия Анабарского массива, канский комплекс Канского выступа, зерендинская серия Казахстана, индостанскип комплекс Индии и др.; в Африке — «древние гнейсы» Свазиленда, гнейсо-гранулитовый комплекс Зимбабве и др.; в Северной Америке — гнейсо-гранулитовые комплексы Канадского щита; в Южной Америке, Австралии, Антарктиде — древнейшие комплексы щитов.
Органический мир
О зарождении жизни и самых ранних этапах ее развития подробно говорилось в главе 5. По»-.видимому, уже ранее 3.500 млн. лет, в раннем архее, появились настоящие живые организмы -прокариоты (бактерии и цианобионты). Идентификация органических остатков в наиболее древних породах очень затруднена. В кремнистых сланцах группы Онвервахт надсерии Свазиленд (Южная Африка) и перекрывающей ее серии Фиг-Три с возрастом 3.500-3.100 млн. лет найдены микроорганизмы Eobacterium isolatum.
В породах серии Исуа в юго-западной Гренландии с возрастом около 3.800 млн. лет обнаружены изолированные палочки длиной 0,45-0,7 мкм и диаметром 0,18-0,32 мкм с двухслойными оболочками, нитеподобные образования, микроскопические шаровидные, дисковидные и многоугольные оболочки одноклеточных прокариот (цианобионтов). Это наиболее древние палеонтологические остатки. В первой половине архея прокариоты прошли сложный путь развития, так как уже в середине архея существовали два самостоятельных царства органического мира -бактерии и цианобионты (сине-зеленые водоросли). Эти первые обитатели Земли жили практически в бескислородной среде, населяя мелководные водоемы на глубинах, скорее всего, от 10 до 50-60 м, поскольку для защиты от губительного ультрафиолетового излучения Солнца требовался -слой воды толщиной не менее 10 м.
Структуры земной коры и породообразование
Согласно схеме Л.И.Салопа (1982), в архейском акроне выделяются шесть диастрофизмов: готхобский второго порядка (-4000 млн. лет), саамский первого порядка (3750-3500 млн. лет), бе-лингвийский, свазилендский, барбертонский второго-третьего порядков (в позднем архее) и кено-ранский (беломорский) первого порядка (2800-2600 млн. лет). Все эти циклы диастрофизма включали складчатые деформации, интенсивный и разнообразный магматизм, мигматизацию, гранитизацию и другие процессы.
По характеру тектонического режима Л.И.Салоп предложил называть ранний архей пермо-бильным эоном (лат. per — сплошь, mobilis — подвижность). По другим авторам, это нуклеарная или пангеосинклинальная стадия в истории Земли.
Наиболее характерными элементами структуры раннего архея являются обширные «складчатые овалы» размером до 600-800 км в поперечнике и расположенные между ними «межовальные поля» — сочетание куполов и мульд. В создании этих структурных форм основное значение имели вертикальные движения. К центральным частям овалов приурочены обширные поля гранитоидов. Характерна центростремительная вергенция складок на крыльях овалов. Последние расположены не упорядоченно, что свидетельствует об отсутствии направляющей рамы — кратонных блоков, платформ. Не меньшие по размерам структурные формы — гранитогнейсовые купола.
Тектонический режим раннего архея характеризуется следующими чертами:
— отсутствием дифференциации земной коры на платформы и геосинклинали;
— отсутствием контрастного рельефа и грубообломочных отложений;
— однообразием супракрустальных пород (лат. supra — сверху, вверху, crusta — кора) на всех
континентах — признак «Панталассы», общепланетарного океана;
— широкоим распространением анортозитов — признак спокойной тектонической обстановки;
только в конце раннего архея режим несколько приблизился к геосинклинальному;
— тонкой и достаточно пластичной первичной корой, из-за чего не могли возникать сводовые поднятия и глубинные разломы;
— внедрением огромных масс гранитоидов в результате саамского диастрофизма, которое привело к утолщению земной коры до 25-30 км (Салоп, 1982).
Наиболее распространенные супракрустальные породы — меланократовые амфиболовые, амфибол-пироксеновые и пироксеновые плагиогнейсы, кристаллические сланцы, амфиболиты. Это — сильно метаморфизованные основные либо ультраосновные лавы, возможно, туфы. В Западной Гренландии, на Кольском п-ове, на Алданском щите, в Южной Африке установлены коматииты -высокомагнезиальные вулканические ультрамафит-мафитовые породы. Метабазиты нередко гранитизированы, превращены в плагиогнейсы (мигматиты), эндербиты (натриевые чарнокиты), чарнокиты. С метавулканитами ассоциируют биотитовые, гранат-биотитовые, силлиманит- и кордие-ритсодержащие гнейсы.
Несомненно осадочными считаются мраморы кальцитового и доломитового состава, графит-содержащие гнейсы и кристаллические сланцы. Характерно преобразование пород в условиях гранулитовой и амфиболитовой фаций. Гранулитовая фация регионального метаморфизма является исключительной особенностью нижнего архея.
Лучше всего изучены нижнеархейские образования на Алданском щите. Супракрустальный комплекс щита — алданская серия — представлен наиболее полно из всех известных подразделений нижнего архея. Возраст серии — 3.800-4.000 млн. лет. Породы алданской серии представлены кварцитами, пироксеновыми и амфиболовыми кристаллическими сланцами, амфиболитами, гнейсами иенгрской подсерии мощностью более 3 км.
ше залегает тимптонская подсерия — гнейсы, амфиболиты с пачками мраморов и известково-силикатных пород. Мощность около 8 км. Еще выше — джелтулинская подсерия, сложенная гранат-биотитовыми, пироксеновыми гнейсами, гра-нулитами и мраморами. Мощность более 4 км. Общая мощность алданской серии порядка 15 км. Среди докембрийских отложений выделяют различные литостратиграфические комплексы, сложенные ассоциациями пород, отражающими специфику среды их образования. В нижнеархейских образованиях выделяется шесть литостратиграфических комплексов (Салоп, 1982):
1. Иенгрский метабазит-кварцитовый: основные кристаллические сланцы, амфиболиты
(метабазиты), горизонты кварцитов и высокоглиноземистых гнейсов (зверевская толща Станового
хребта, далдынская серия Анабарского поднятия, серия Раномена Мадагаскара).
2. Унгринский метабазитовый: меланократовые двупироксеновые и амфиболовые кристаллические сланцы, амфиболиты по основным и ультраосновным вулканитам, прослои гнейсов и силикатно-магнетитовых пород (унгринская свита Алданского щита, верхнеанабарская подсерия
Анабарского массива, канская серия Енисейского поднятия, в Северной Америке — нижняя часть гренвиллского комплекса; нижняя часть нижнеархейских комплексов Экваториальной, Западной и Северо-Западной Африки; в Австралии — нижние части гнейсо-гранулитовых комплексов).
Источник: www.bygeo.ru
Протерозой – огромная по продолжительности эра. В эту эру произошел расцвет эукариотических организмов, по своему разнообразию намного опережающих прокариот. Появление многоклеточности и дыхания обусловило прогрессивное развитие гетеротрофов и автотрофов. Наряду с плавающими формами (водоросли, простейшие, медузы) появляются прикрепленные ко дну или какому–либо субстрату нитчатые зеленые, пластинчатые бурые и красные водоросли, губки, кораллы, а также ползающие организмы, например кольчатые черви. Последние дали начало моллюскам и членистоногим. Появляются симбиотические и паразитические формы организмов.
В протерозойских отложениях находят многочисленных представителей вполне сформировавшихся типов беспозвоночных животных: губок, кишечнополостных, кольчатых червей, моллюсков, членистоногих, иглокожих и др. В основном это были мягкотелые многоклеточные животные, не имеющие скелета, поэтому окаменелостей возраста протерозойской эры сохранилось ничтожно мало.
< Предыдущая страница "Начальные этапы развития жизни"
Следующая страница "Жизнь в палеозойскую эру" >
Источник: biolicey2vrn.ru
Хроники нашей планеты
Поскольку история эволюции и развития жизни на Земле прошла огромный период, учёные умы разделили её на эры. В свою очередь, они (то есть эры) подразделили на периоды. В действительности, каждый отрезок времени отмечает значимые факты в общем формировании жизни.
Итак, есть пять особенных эпох, о которых мы расскажем ниже.
Архейская эра Земли
Согласно истории, архейская эра Земли берет начало приблизительно 4,6 млрд лет назад. Тогда только происходило образование самой планеты.
зусловно, ни о какой жизни речи нет. Потому как в воздухе витал хлор, водород и аммиак, радиация зашкаливала, а показатель температуры составлял 80 градусов.
Как считают учёные, в это время Земля столкнулась с массивным космическим объектом. В итоге врезавшееся тело, а точнее то, что от него осталось, оказалось на околоземной орбите. Таким образом образовалась протолуна, ставшая нашим естественным спутником. Но это не все последствия удара. Резко увеличилась земная скорость вращения и наклон её оси. Как результат, появилась атмосфера, конденсат водяного пара, а затем и океаны. Где и родилась первая жизнь — бактерии.
Несомненно, это важный момент в планетном развитии. С уверенностью можно заявить, что благодаря всем процессам того времени, стала возможна будущая жизнь на Земле.
Протерозойская эра Земли
Собственно говоря, её длительность составила с 2,5 до 540 млрд лет назад. Что существенно, в это время сформировалась земельная почва и одноклеточные жители. Например, моллюски, черви и водоросли.
Сначала данной эпохи в воздухе также не было кислорода. Однако его начали выделять бактерии, живущие в воде. К тому же, у некоторых открылась способность к аэробному дыханию.
Палеозойская эра Земли Именно эта эра Земли подразделяется на шесть периодов.
Кембрийский период
Он занимает промежуток 530-490 млн лет назад. Главным образом, за это время образовалась флора и фауна нашей планеты. Из-за всё ещё высокой температуры, на суше никто не мог жить. Поэтому только в океанских водах жили водоросли, моллюски и членистоногие.
Ордовикский период
Охватывает время с 490 по 442 млн лет назад. Океан продолжают пополнять новые жители: позвоночные, коралловые и губки. А вот на поверхности возникли лишайники и ранние членистоногие.
Силурийский период
Проходит с 442 по 418 млн лет назад и характеризуется возникновением растений на суше, а у членистоногих отмечается образование лёгочной ткани. Кроме того, у позвоночных формируется костный скелет и воспринимающие органы чувств. Более того, на данном этапе образуются климатические зоны и горы.
Девонский период
Следующий этап (418-353 млн лет назад) отличается лесами. Да, да, особенно папоротниковыми. Водные просторы наполняют костные и хрящевые представители, а также амфибии, которые могли жить и на суше. Интересно, что в эту пору появились насекомые.
Каменноугольный период
Не менее важная стадия развития жизни, продолжавшаяся с 353 по 290 млн лет назад. Данная эра Земли отмечается рождением земноводных и опусканием имеющихся материков. Правда, в заключении температура на поверхности планеты сильно снизилась. В результате многие виды живых организмов погибли.
Пермский период
Как установили, он занимает время с 290 по 248 млн лет назад. Наконец-то, наблюдается возникновение пресмыкающих и, так называемые терапсиды, являющиеся предками млекопитающих. Из-за всё ещё высокой температуры на поверхности появились пустыни. Но и среди них смогли выжить папоротники и хвойные культуры.
Мезозойская эра
В свою очередь, она разделена на три временных зоны.
Триасовый период
Охватывает отрезок времени с 248 по 200 млн лет назад. По установленным данным, суша начинает делиться на континенты, появились млекопитающие и пополняется семейство растений.
Юрский период
Скорее всего, вы о нём слышали. На самом деле, это время (200-140 млн лет назад) выделяется возникновением покрытосеменных растений и прародителей птиц.
Меловой период
Затем следует временной промежуток с 140 по 65 млн лет назад. Теперь покрытосеменные являются основными растениями. А также развиваются высшие млекопитающие и птицы.
Кайнозойская эра Земли
Между прочим, и её разделили на три периода:
- Нижнетретичный, который по-другому называют палеоген. Это время с 65 по 24 млн лет назад, когда исчезли многие моллюски, но появились другие виды. К примеру, приматы, парапитеки и дриопитеки.
- Верхнетретичный или неоген. Его расцвет проходится на время с 24 по 2, 6 млн лет назад. На поверхности, в воде и воздухе живут млекопитающие и всё пополняющиеся виды растений. Что важно, появились наши первые предки, то есть австралопитеки. К тому же, образовались известные нам Гималаи и Альпы.
- Четвертичный или антропоген. Этот срок длится с 2,6 млн лет назад по сегодняшний день. Наконец-то, появился человек. Сначала неандерталец, а затем Homo sapiens. Более того, сформировался весь окружающий нас животный и растительный мир.
Интересно, что весь исторический путь планеты также делят на два основных периода:
- Криптозой (Докембрий) в него входят Архейская и Протезойская эпохи;
- Фанерозой вмещает Палеозойскую и Кайнозойскую эры.
Итак, мы выяснили какая эра проходит на Земле сейчас. Для уточнения, мы живём в кайнозойское время, а точнее в пору антропогена. Возможно, он закончится, но это не означает конец жизни.
То, как развивалась жизнь, без сомнения, очень важно, ценно и интересно для нас. Можно сказать, наша жизнь-результат всего того, что происходило с Землей и на ней. А нынешняя эра Земли, будем надеяться, это очередной этап в её развитии и эволюции к более лучшей и развитой жизни.
Важно знать, понимать и ценить былое, а главное думать о нашей деятельности сейчас. Ведь она на прямую влияет на будущее всей планеты.
Источник: kosmosgid.ru
Архей — протерозой
Читать дополнительно: Протерозойская эра
* История развития фауны: Протерозой
В самом конце архея (2,7 миллиарда лет назад) на Земле начались оледенения. Среди явлений, влияющих на земную температуру, выделяется “парниковый эффект”.
“Парниковый эффект” можно описать как эффект, который возникает в дачном парнике, если хорошенько поливать помидоры. Испаряясь, молекулы воды поглощают солнечное излучение, проходящее сквозь чисто вымытые стёкла. Водяной пар нагревается, и температура в замкнутой постройке повышается. (Если стёкла долго не мыть, помидоры не поливать и сидеть снаружи парника в шезлонге, то по возвращению бабушки с рынка эффект будет совсем другой).
Кроме водяного пара, к парниковым газам относятся метан и углекислый газ. Метан окисляется кислородом. Как только бульшая часть железа ушла в осадок, содержание кислорода в атмосфере повысилось, и метановый утеплитель был разрушен. Конечно, всё было не так просто. Сульфат-восстанавливающие бактерии начали успешно соперничать с метанообразователями за водород, отвоевав его существенную долю. Содержание метана стало понижаться, а кислорода — повышаться, и потихоньку произошёл полный атмосферный переворот. А до того — сплошной холодный органический туман стелился в прибрежных низинах.
Об этом свидетельствует резкий сдвиг в изотопной летописи углерода в сторону более положительных значений, который приходится на слои возрастом 2,7 миллиарда лет. В органических породах, образовавшихся до этого времени содержится исключительно много лёгкого изотопа углерода. Значит, метанокисляющие эубактерии ни в чём себе не отказывали. Источником метана для них служила атмосфера. Но к началу протерозоя (2,5 миллиарда лет назад) он иссяк.
Одновременно деятельность бактериальных сообществ вела к росту материков за счёт добавления слоёв осадочных пород — в основном известковых строматолитов и железистых кварцитов. Как раз в конце архея земная кора приросла на треть. Почти вся Африка, Северная Америка, Сибирь, Индия, Северный Китай и восточная часть Европы сложились в то время. С увеличением площади материков расширялась и площадь суши.
Тут и подключился второй важный фактор, от которого зависит температура планеты — альбедо. По-латыни “альбус” значит белый. Белый цвет, как известно, хорошо отражает солнечные лучи. Доля солнечной энергии, падающей на планету, которая отражается в пространство, и была названа альбедо. Альбедо “светлой” суши выше, чем у более тёмных океанов. Если бы суши сейчас не существовало, альбедо всей поверхности Земли оказалось бы на 6% ниже, и на планете было теплее.
В конце архея был пройден критический рубеж, когда суша расширилась настолько, чтобы повлиять на земное альбедо. Причём, рост суши не только повышал альбедо. На выветривание (разрушение) кремнезёмсодержащих минералов расходовался другой парниковый газ (углекислый). Тогда же кислорода стало достаточно, чтобы разложить почти весь атмосферный метан. Всё это вместе и возвестило начало первой ледниковой эры. Белоснежный покров усилил альбедо ещё больше.
Конечно, жителю страны, где зима — подавляющее время года, трудно представить, что в похолоданиях и оледенениях есть хоть что-то хорошее. Меж тем, нахлобученные на земные полюса ледниковые шапки охлаждали океанические воды в высоких широтах. Более плотные холодные воды опускались вниз, и океан перемешивался. Нисходящие течения несли в глубины кислород, а восходящие — поднимали к поверхности соединения азота, фосфора, железа и некоторых других элементов, необходимых для роста организма. В результате такого обмена толща океана становилась всё более пригодной для жизни.
В отсутствии охлаждения глубинные океанические воды образуются за счёт погружения рассолов, выпаривающихся в низких широтах. Поскольку плотность рассолов выше, океан перестаёт перемешиваться.
Восходящие глубинные воды включили обратный механизм потепления. Вместе с ними к поверхности поступал гидрокарбонат (НСО3-). Его избыток в поверхностных водах вызывал быструю садку карбонатов. При образовании известняков выделялся углекислый газ. (Современные рифы, например, поставляют в год 245 миллионов тонн этого продукта, что на порядок больше вулканических выбросов). Подъём уровня углекислого газа в атмосфере дополнялся высвобождением метана. Этот газ накапливается на материковых окраинах, скрытых морскими водами, и поступает в атмосферу, когда ледники вбирают воду, обнажая их. Возвращение в атмосферу газов-утеплителей включало “парниковый эффект”. И вновь начиналось таяние ледниковых покровов и потепление.
По мере перехода Земли в режим самооттаивающего холодильника ухудшалось положение строматолитостроителей. И повышение уровня кислорода, и понижение температуры океана мешали их нормальному развитию. Размеры строматолитовых построек и площадь их распространения стали сокращаться. Но там, где невыносимо жить одним, всегда хорошо устроятся другие. Приближалось время эукариот.
На ранний и начало позднего протерозоя (2,5—1,5 миллиарда лет назад) пришёлся своеобразный застой. Ничего откровенно нового в течение долгих полутора миллиардов лет не народилось. Даже изотопная летопись углерода имеет вид скучной прямой линии без загогулин. Но за кажущейся простотой внешнего образа скрывались бурные преобразования внутреннего содержания….
Почти не меняясь внешне, они тем не менее полностью изменились внутренне. В исключительно чистых лабораториях потомки одной и той же бактерии становятся иными за несколько тысяч поколений. Поскольку набор генов у них одинарный (а не двойной, как у эукариот), многие изменения сразу видно на лицо. (Или что у них там?) Преображается и поведение. Разнообразие возникает буквально из ничего. Через некоторое время после начала опыта в чашке с культурой бактерий можно увидеть три отдельные группы. Одни останутся лежать на дне. Другие всплывут к поверхности. Третьи распределятся в толще предоставленной им среды. Иными словами, они заполняют все возможные для существования ниши. И в каждой из них новое поколение всё более эффективно потребляет предложенный субстрат.
Тоже происходило в раннем протерозое. Большинство сообществ раннего и начала позднего протерозоя состояло из простых внешне форм. Они занимали практически всё свободное пространство на море и, возможно, на суше.
Окремнелые остатки живых существ обнаружены более, чем в тысяче местонахождений этого возраста. Среди этих остатков особенно много попадается простых округлых телец до 0,025, реже до 0,04 миллиметра в поперечнике. Встречаются тонкие нити с перегородками, трубки и ветвящиеся нити. Многие из них напоминают современных цианобактерий. На периодически осушаемом мелководье сидели самые заурядные округлые формы золотисто-коричневой окраски от пигмента сцитонемина, предохранявшего бактерий от ультрафиолетовых лучей. Он настолько устойчив, что не распался до сих пор. Дальше от берега образовывали густые заросли нитчатые цианобактерии, среди которых скользили совсем мелкие, похожие на пружинки, осцилляториевые. Разница между крайним мелководьем и нормально-морскими условиями проявлялась только в увеличении многообразия бактерий по мере улучшения этих самых условий. На глубине разнообразие опять падало.
В отдалении от бактериальных сообществ селились первые эукариоты. Тогда это были очень незатейливые шаровидные клетки. Время соперничества с бактериями за лучшие местообитания для них ещё не наступило
Источник: zooeco.com