Paleoproterozoikum: 2,5–1,6 mld. rokov, stromatolity a prvé eukaryoty
Paleoproterozoikum (2,5–1,6 mld. rokov): vývoj stromatolitov, vznik prvých jednobunkových eukaryotov a formovanie prvého superkontinentu.
Paleoproterozoikum bolo prvým obdobím proterozoika. Nastalo po archaickom eóne a trvalo približne pred 2,5 až 1,6 miliardy rokov (2500–1600 miliónmi rokov, mya). Toto obdobie bolo kľúčové pre veľké zmeny v zložení atmosféry, stabilizácii kontinentálneho litosféry a rozvoji zložitejšieho života.
V paleoproterozoiku dochádzalo k obrovskej produkcii stromatolitov sinicami. Tieto vrstevnaté mikrobiálne štruktúry sú v skamenelinách bežné a sú svedectvom hojného fotosyntetického života v plytkých moriach. Vo fosílnych záznamoch sa objavili aj prvé jednobunkové eukaryotické organizmy — ich stopy sú zaznamenané v mikrofosíliách a v organických pozostatkoch; niektoré nálezy naznačujú prítomnosť eukaryotov už okolo polovice až konca tohto obdobia (približne 1,8–2,1 Ga).
Prvý superkontinent rástol a niektoré z hornín boli normálne sedimentárne horniny, nie metamorfované. V tejto dobe sa stabilizovali prvé veľké kratóny, rástla kontinentálna kôra a ukladali sa rozsiahle sedimentárne komplexy, ktoré zachovávajú podrobné informácie o prostredí a klíme.
Galéria obrázkov
3 Obrázky
Výnimočné udalosti a geologické následky
- Veľký oxidačný prechod (Great Oxidation Event): okolo 2,4–2,1 Ga došlo k výraznému nárastu obsahu voľného kyslíka v atmosfére v dôsledku fotosyntézy siníc. Tento prechod zásadne zmenil geochemické cykly, umožnil vznik aerobných metabolisov a spôsobil oxidačné zvetrávanie kontinentov.
- Huronian (paleoproterozoické) glaciácie: v období približne 2,4–2,1 Ga sa vyskytli rozsiahle ochladenia a záznamy naznačujú viacero glaciálnych udalostí, ktoré mohli byť spojené so zmenami atmosférického obsahu CO2 a O2.
- Geochemické stopy: zmiznutie masívnych ukladov železných vrstiev (banded iron formations) po nástupe kyslíka, objavenie sa tzv. "red beds" (oxidovaných usadenín) a zmeny v sírnych izotopových signáloch (koniec masívnej frakcionácie S) sú jasnými dôkazmi zmeny redoxných podmienok Zeme.
- Rast kontinentálnej kôry: konsolidácia krátonov, vznik a rozširovanie sedimentárnych paniev, aktívne magmatické a orogénne procesy formujúce prvé dlhodobo stabilné pevniny.
Význam pre vývoj života
Paleoproterozoikum predstavuje prechod z prevažne anaeróbneho sveta k prostrediu s rastúcim množstvom kyslíka. Zvýšenie O2 malo dvojitý efekt: vytvorilo predpoklady pre komplikovanejšie formy života (aeróbne metabolizmy, neskôr viacbunkovosť), no zároveň spôsobilo vyhynutie mnohých anaeróbnych spoločenstiev a dramatické zmeny v oceánskych a pôdnych ekosystémoch. Stromatolity zostávajú dôležitým dôkazom aktívnej fotosyntézy, zatiaľ čo prvé eukaryotické mikroorganizmy položili základy pre neskorší vznik viacbunkových organizmov.
Prehľad najdôležitejších znakov paleoproterozoika
- čas: ~2,5–1,6 Ga (2500–1600 miliónmi rokov)
- masívny rozvoj stromatolitov a siníc (stromatolitov, sinicami)
- Veľký oxidačný prechod a trvalý nárast atmosférického kyslíka
- Huronian glaciácie a klimatické výkyvy
- konsolidácia prvých superkontinentov a stabilizácia krátonov
- objavenie sa prvých jednobunkových eukaryot vo fosílnom zázname (fosílnych záznamoch)
Tieto udalosti robia z paleoproterozoika kľúčové obdobie pri formovaní modernej planéty — kombinácia biologických inovácií a geochemických zmien pripravila pôdu pre ďalší vývoj života počas neskorších období proterozoika a fanerozoika.
Základné rozdiely vo fyzike Zeme
Keďže Zem bola len o polovicu staršia ako dnes, boli tu niektoré základné rozdiely oproti dnešku. Teplo v zemskom vnútri bolo väčšie ako dnes. Bolo to spôsobené najmä vyšším výskytom rádioaktívnych izotopov, ktoré sa postupom času rozpadajú.
Teploty na povrchu boli vyššie aj vďaka žiareniu z vnútra Zeme a skleníkovej atmosfére na báze metánu a oxidu uhličitého. V predchádzajúcom eóne, v archaickom období, boli oceány horúce (55 - 85 °C). To bolo len čiastočne vyvážené tým, že slnečné žiarenie bolo v tom čase nižšie.
Paleontologické dôkazy o histórii rotácie Zeme naznačujú, že pred približne 1,8 miliardami rokov mal rok približne 450 dní, čo znamená 20 hodín. V minulosti mal pozemský deň približne 17 hodín a v roku bolo 514 ± 33 dní. Vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom v najstaršom paleoproterozoiku bola 51,9±3,3 polomeru Zeme (v porovnaní so 60,27 v súčasnosti).
Superkontinent
Globálny superkontinent (nazývaný Kolumbia alebo Nena) existoval približne pred 1,8 až 1,5 miliardami rokov v období paleoproterozoika.
Podnebie
Počas tohto obdobia boli klimatické zmeny tak závažné ako nikdy v histórii Zeme. Od globálne vysokej teploty na začiatku nastali tri obrovské doby ľadové s ľadom hlboko v trópoch.
Pokles metánu
Existujú jasné náznaky, že v tomto období došlo k poklesu metánu v atmosfére:
"Kolaps metánu z pôvodne vysokých hodnôt v archeickej atmosfére pravdepodobne zohráva veľkú úlohu nielen v histórii okysličovania, ale aj vo výskyte paleoproterozoických ľadových dôb. Údaje poukazujú na to, že pred 2,4 - 2,3 miliardami rokov došlo k "veľkej oxidačnej udalosti", počas ktorej sa prostredie na zemskom povrchu zásadne a nezvratne zmenilo".
Hromadenie kyslíka
Kyslík produkovali sinice, ale väčšinou ho spotrebovali chemické pohlcovače. Išlo o nezoxidovanú síru a železo. Približne do obdobia pred 2,3 miliardami rokov bol obsah kyslíka pravdepodobne len 1 až 2 % jeho súčasného množstva. p323
Pásové železné útvary, ktoré poskytujú väčšinu svetových železných rúd, vznikli kyslík vytvárajúci zlúčeniny so železom; väčšina akumulácie sa zastavila pred 1,9 miliardami rokov. Červené vrstvy, ktoré sú sfarbené hematitom, poukazujú na nárast atmosférického kyslíka po 2 miliardách rokov; v starších horninách sa nenachádzajú. p324
Doby ľadové
Boli tri veľké doby ľadové, pričom ľad zasahoval hlboko do trópov. Nepochybne k nim došlo v dôsledku zníženia skleníkových plynov v atmosfére a zvýšenia produkcie kyslíka.
Medzi skorým paleoproterozoickým zaľadnením v období 2400 - 2200 mil. rokov v Severnej Amerike, Južnej Afrike, Škandinávii a Austrálii a neoproterozoickým zaľadnením, ktoré zasiahlo všetky kontinenty v období 800 - 600 mil. rokov, je podľa vedcov "záhadný interval ~ 1400 miliónov rokov bez overeného zaľadnenia".
Zásahy meteoritov
V tomto období došlo k veľkým nárazom bolidov, z ktorých dva spôsobili najväčšie impaktné krátery na Zemi. V časovom pásme spred 3,0 až 1,2 miliardy rokov sa nachádzajú aj tri menšie (s priemerom rovným alebo väčším ako 30 km).
Pôvod eukaryotov
Vznik eukaryotickej bunky bol míľnikom vo vývoji života, pretože zahŕňa všetky zložité bunky a takmer všetky mnohobunkové organizmy. Načasovanie tejto série udalostí je ťažké určiť; Knoll predpokladá, že sa vyvinuli približne pred 1,6 - 2,1 miliardy rokov. Niektoré akritarchy sú známe spred najmenej 1650 miliónov rokov a možná riasa Grypania sa našla už pred 2100 miliónmi rokov.
Súvisiace články
Autor
AlegsaOnline.com Paleoproterozoikum: 2,5–1,6 mld. rokov, stromatolity a prvé eukaryoty Leandro Alegsa
URL: https://sk.alegsaonline.com/art/74121
Zdroje
- sp.lyellcollection.org : sp.lyellcollection.org/content/323/1/1.full
- springerlink.com : Paleontological evidence on the Earth's rotational history since early precambrian
- jgs.lyellcollection.org : jgs.lyellcollection.org/content/162/1/111.abstract?keytype2=tf_ipsecsha&ijkey=8c837386e08…
- ncbi.nlm.nih.gov : "Eukaryotic organisms in Proterozoic oceans"
- doi.org : 10.1098/rstb.2006.1843
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 16754612