Archeanas (Archeano eonas) — geologinis laikotarpis ir gyvybės ištakos
Archeanas — geologinis eonas (4–2,5 mlrd. m. pr. m. e.): pirmosios gyvybės ištakos, stromatolitai, cianobakterijos ir ankstyvoji plokščių tektonika.
Archeano (arba archėjaus) eonas yra geologinis laikotarpis po hadeano ir prieš proterozojų. Tai vienas iš keturių pagrindinių Žemės istorijos laikotarpių (eonų). Archeanas truko maždaug nuo prieš 4,0 mlrd. metų iki prieš 2,5 mlrd. metų. Jame atsirado pirmosios nuosėdinės uolienos ir pirmosios iškastinės gyvybės formos - cianobakterijos ir akritarchai. Archeano pabaigoje pradėjo formuotis stabilių plutoninių ir sedimentinių komplektų pirmtakai, iš kurių vėliau susiformavo seniausi mūsų žinomi žemynai ir kristaliniai kladai.
Dauguma išlikusių uolienų yra vulkaninės (magminės) ir metamorfinės kilmės. Vulkaninė veikla vyko plačiai ir ryškiai: typiški Archeano uolienų tipai yra žalių uolienų juostos (greenstone belts), komatiitai ir įvairios bazaltinės lavos. Dėl intensyvios magmatinės ir metamorfinės veiklos bei vėlesnių tektoninių perdirbimų daug archajinių nuosėdinių sluoksnių yra išnaikinta arba stipriai pertvarkyta, todėl gerai išsilaikiusių nuosėdinių įrašų yra palyginti nedaug. Archeane taip pat randami juostuotieji geležies nuogulų dariniai (banded iron formations), kurie vėliau tampa svarbūs deguonies atsiradimo istorijos liudininkai.
Žemės geoterminė energija tuo metu buvo gerokai didesnė nei dabar: pagal skaičiavimus Archeano pradžioje šilumos srautas galėjo būti iki trijų kartų didesnis nei dabartinis, o Archeano pabaigoje — maždaug du kartus didesnis. Dėl tokio didelio šilumos srauto plokščių tektonika galėjo veikti kitaip arba būti intensyvesnė nei dabartinė; tačiau kada tiksliai prasidėjo modernioji plokščių tektonika — tebėra aktyvus mokslinių tyrimų klausimas. Didieji ankstyvieji superkontinentai, pvz. superkontinentas Vaalbara, susiformavo archeano laikotarpiu kaip seniausi žinomi žemynų junginiai. Vandenynai ir žemynų šelfai egzistavo dar prieš Archeaną, tačiau jų išlikimas fosiliniame įraše yra ribotas.
Atmosferoje Archeano metu beveik nebuvo laisvo deguonies, daug buvo redukuojančių dujų — pavyzdžiui, metanas, ir didesnės anglies dioksido koncentracijos (CO2). Tai padėjo palaikyti šiltesnį klimato režimą nepaisant silpnesnės tada Saulės (vadinamojo "jauno Saulės" paradokso) ir darė įtaką geocheminėms reakcijoms jūrose bei nuosėdose. Kai kurios archajinės uolienos rodo intensyvų cheminių reakcijų tarp atmosferos, vandens ir tirpalo metalų (pvz., geležies), kas susiję su vėlesniais geležies nuogulų susidarymo procesais.
Po maždaug prieš 3,5 mlrd. metų visame Archeane randami iškastinių bakterijų kilimėliai, vadinamieji stromatolitai. Juos suformavo cianobakterijos, kurios naudojo fotosintezę ir kaip šalutinį produktą išskyrė deguonį. Iš pradžių šis deguonis buvo absorbuojamas jungiantis su tirpale esančiais geležies jonais, todėl geležis nuosėdavo į dideles juostuotas geležies sankaupas (BIF). Tik gerokai vėliau deguonis pradėjo kauptis atmosferoje — šis procesas tęsėsi per Proterozojų eoną ir pasiekė ryškesnį pagreitį Didžiojo deguonies poveikio (Great Oxidation Event) metu maždaug prieš 2,4–2,3 mlrd. metų.
Be stromatolitų, Archeane aptinkama ir kitų gyvybės pėdsakų: mikrofosilijų, izotopinių anglies anomalijų ir organinių mikrofosilijų, kuriuos interpretuoja kaip ankstyvosios mikrobiologinės bendruomenės liudijimus. Kai kurie labai seni radiniai (pvz., >3,4–3,7 mlrd. metų izotopiniai signalai arba galimos mikrofosilijos) yra ginčytini — jų kilmė ir interpretacija tebėra diskutuojama tarp mokslininkų.
Fosilinių lietaus lašų žymių rasta vėlyvajame Archeane, apie prieš 2,7 mlrd. metų. Uolienos buvo aptiktos Ventersdorpe, Šiaurės Vakarų provincijoje Pietų Afrikoje, XX a. aštuntajame dešimtmetyje. Tokios lašų žymės ir kiti paviršiniai sedimentiniai ženklai suteikia informacijos apie to meto paviršiaus sąlygas ir atmosferos tankį, tačiau jų interpretacija reikalauja atsargumo ir papildomų kontekstinių duomenų.
Apibendrinant: Archeanas yra laikotarpis, kuriame susiformavo pagrindinės Žemės geologinės struktūros, atsirado pirmoji fototrofinė gyvybė, vyko intensyvi vulkaninė ir magmatinė veikla, o atmosferos ir okeanų cheminė sudėtis palaipsniui keitėsi link oksidacinės būklės. Nors daug archajinių duomenų yra prarasta ar permorfizuota, išlikę fragmentai leidžia rekonstruoti svarbias Žemės evoliucijos stadijas ir gyvybės ištakas.
Veano tarpeklis Karidžinio nacionaliniame parke, kuriame matyti ryškiai raudoni geležies turinčių Pilbaros archainių uolienų sluoksniai.
Susiję puslapiai
- Gyvenimo laiko juosta
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra archėjų eonas?
A.: Archeo eonas - tai geologinis laikotarpis po hadeano ir prieš proterozojų. Jis truko nuo prieš 4000 milijonų metų (mia) iki 2500 mia.
K: Kokio tipo uolienos randamos archeo eone?
A: Dauguma iš šio laikotarpio išlikusių uolienų yra vulkaninės (magminės) ir metamorfinės kilmės.
K: Ar šiuo laikotarpiu egzistavo plokščių tektonika?
A: Klausimas, kada prasidėjo plokščių tektonika, yra svarbi mokslinių tyrimų sritis, tačiau gali būti, kad dėl didelio šilumos srauto Žemėje šiuo laikotarpiu plokščių tektonika buvo aktyvesnė nei dabar.
Klausimas: Ar šiuo laikotarpiu egzistavo vandenynai?
Atsakymas: Taip, vandenynai egzistavo prieš prasidedant archajiniam eonui.
K: Kas tuo metu buvo Žemės atmosferoje?
A: Atmosferoje beveik nebuvo laisvo deguonies, vietoj jo daugiausia buvo metano ir CO2.
K: Kada Žemėje pirmą kartą atsirado iškastinės gyvybės formos?
A: Pirmą kartą iškastinės gyvybės formos Žemėje pasirodė archajaus eono metu - tai buvo cianobakterijos ir akritarchai.
K: Kada Žemės atmosferoje pradėjo kauptis deguonis?
A.: Deguonis Žemės atmosferoje pradėjo kauptis daug vėliau - tik po 3500 m. e. m., kai iškastiniai bakterijų kilimėliai, vadinami stromatolitais, susiformavo iš cianobakterijų, naudojančių fotosintezę ir kaip šalutinį produktą išskiriančių deguonį.
Ieškoti