Палеоархей ( / ˌ p eɪ l i oʊ . ɑːr ˈ k iː ə n , ˌ p æ l - / PAY -lee-oh-ar- KEE -ən, PAL- ), также пишется как палеоархей (ранее известный как ранний архей ), является геологической эрой в пределах архейского эона . Название происходит от греческого «Palaios» — древний . Она охватывает период времени от 3600 до 3200 миллионов лет назад . Эра определяется хронометрически и не ссылается на конкретный уровень разреза горной породы на Земле . Самые ранние подтверждённые свидетельства жизни относятся к этой эре, и Ваальбара , один из самых ранних суперконтинентов Земли , мог образоваться в эту эру. [2] [3]
Геологическая летопись палеоархейской эры весьма ограничена. Из-за деформации и метаморфизма большинство пород палеоархейской эры не могут предоставить никакой полезной информации. В мире есть только два места, содержащие скальные образования, которые достаточно нетронуты, чтобы сохранить свидетельства ранней жизни: кратон Каапвааль в Южной Африке и кратон Пилбара в Западной Австралии . [4]
Формация Dresser расположена в кратоне Пилбара и содержит осадочные породы палеоархейской эры. Ее возраст оценивается в 3,48 миллиарда лет. [4] Формация Dresser включает в себя большое разнообразие структур, вызванных древней жизнью, включая строматолиты и MISS, когда-то образованные микробными матами. Такие микробные маты относятся к старейшей установленной форме жизни и могут включать окаменелые бактерии. [2] Стрелли -Пул-Черт , также расположенный в кратоне Пилбара, содержит строматолиты , которые могли быть созданы бактериями 3,4 миллиарда лет назад. Однако возможно, что эти строматолии являются абиогенными и на самом деле были образованы посредством эвапоритовых осадков, а затем отложились на морском дне. [5]
Зеленокаменный пояс Барбертон , расположенный в кратоне Каапвааль, также содержит свидетельства жизни. Он был создан около 3,26 млрд лет назад, когда большой астероид, шириной около 37–58 километров (23–36 миль), столкнулся с Землей. [6] Кремнистый сланец Бак-Риф и кремнистый сланец Йозефсдаль, два скальных образования в зеленокаменном поясе Барбертон, оба содержат микробные маты с окаменевшими бактериями палеоархейской эры. [4] Формация Кромберг, расположенная около вершины группы Онвервахт, которая сама является частью зеленокаменного пояса Барбертон, датируется приблизительно 3,416–3,334 млрд лет назад и содержит свидетельства микробной жизни, воспроизводящейся посредством множественного деления и бинарного деления. [7]
Сходства между поясом зеленых камней Барбертон в кратоне Каапвааль и восточной частью кратона Пилбара указывают на то, что эти два образования когда-то были объединены как часть суперконтинента Ваальбара , одного из самых ранних суперконтинентов Земли . [3] Оба кратона образовались в начале палеоархейской эры. [8] Хотя некоторые палеомагнитные данные свидетельствуют о том, что они были соединены в палеоархейскую эру, возможно, что Ваальбара образовалась только в мезоархейскую или неоархейскую эру. [3]
Также неясно, была ли какая-либо открытая земля в палеоархейскую эру. Хотя несколько палеоархейских формаций, таких как Dresser Formation , Josefsdal Chert и Mendon Formation, демонстрируют некоторые свидетельства того, что они находятся над поверхностью, более 90 процентов архейской континентальной коры было разрушено, что делает существование открытой земли практически невозможным для подтверждения или отрицания. Вероятно, что в палеоархейскую эру существовало большое количество континентальной коры, но она все еще находилась под водой и не всплывала до более позднего периода архейской эры. Острова горячих точек могли быть единственной открытой землей в то время. [9]
Из-за гораздо более горячей мантии и повышенного океанического геотермического градиента по сравнению с сегодняшним днем, тектоника плит в ее современной форме не существовала во время палеоархея. Вместо этого для этой эпохи геологического времени была предложена модель «чешуйчатой тектоники». Согласно этой модели, вместо нормальной субдукции океанических плит, обширно окремненная верхняя океаническая кора отслоилась от нижней океанической коры и была отложена способом, похожим на офиолиты из поздних протерозойских и фанерозойских эонов. [10]
Исследователи из Гарварда, Стэнфорда и Швейцарской высшей технической школы Цюриха подсчитали, что падение метеорита S2 , произошедшее в эту эпоху, было в 50–200 раз больше падения метеорита, которое в значительной степени вызвало вымирание мелового и палеогенового периодов . Оно произошло примерно 3,26 миллиарда лет назад. Удар немедленно перераспределил железо(II) (Fe2 + ) из нижнего океанического хемоклина через цунами , которые, вероятно, продолжались в течение нескольких дней. В последующие годы и десятилетия произошло несколько событий. Пыль от болида , содержащая фосфор и железо, упала на сушу и в море. Выветривание и эрозия принесли в море новый материал («откат»), включая новые псевдоморфозы кристаллитов (также называемых зернами ) . Тепло, выделяемое при столкновении, непрерывно кипело в верхних слоях воды, которые концентрировали Fe2 + , органический углерод и различные питательные вещества. За тысячи лет эти процессы создали гидроксид железа(III) ( Fe(OH)
3) как в море, так и в осадке, что принесло бы пользу бактериям и археям , благоприятствующим железу . Это означало, что эти палеоархейские формы жизни быстро восстановились. [11] [12]
