Докембрий ( / p r i ˈ k æ m b r i . ə n , - ˈ k eɪ m -/ pree- KAM -bree-ən, -KAYM- ; [2] или докембрий , иногда сокращенно pꞒ , или криптозой ) — самая ранняя часть истории Земли , происходящая до нынешнего фанерозойского эона. Докембрий назван так потому, что он предшествовал кембрию , первому периоду фанерозоя, который назван в честь Камбрии , латинизированного названия Уэльса , где впервые были изучены породы этого возраста. Докембрий составляет 88% геологического времени Земли.
Докембрий — неофициальная единица геологического времени, [3] подразделяемая на три эона ( гадейский , архейский , протерозойский ) геологической шкалы времени . Он охватывает период от образования Земли около 4,6 миллиардов лет назад ( млн лет назад ) до начала кембрийского периода, около 538,8 миллионов лет назад ( млн лет назад ), когда в изобилии впервые появились существа с твердым панцирем.
Обзор
О докембрии известно относительно мало, несмотря на то, что он составляет примерно семь восьмых истории Земли , а то, что известно, в основном было обнаружено с 1960-х годов. Летопись окаменелостей докембрия беднее, чем летопись последующего фанерозоя , а окаменелости докембрия (например, строматолиты ) имеют ограниченное биостратиграфическое использование. [4] Это связано с тем, что многие докембрийские породы подверглись сильной метаморфизации , что скрывает их происхождение, в то время как другие были разрушены эрозией или остаются глубоко погребенными под фанерозойскими слоями. [4] [5] [6]
Считается, что Земля образовалась из материала, находившегося на орбите вокруг Солнца примерно 4543 млн лет назад, и, возможно, вскоре после своего формирования столкнулась с другой планетой под названием Тейя , отколовшейся от материала, из которого образовалась Луна ( см. Гипотезу гигантского удара ). Стабильная кора, по-видимому, возникла к 4433 млн лет назад, поскольку кристаллы циркона из Западной Австралии были датированы 4404 ± 8 млн лет назад. [7] [8]
Термин «Докембрий» используется геологами и палеонтологами для общих дискуссий, не требующих более конкретного названия эона. Однако и Геологическая служба США [9] , и Международная комиссия по стратиграфии считают этот термин неофициальным. [10] Поскольку период времени, подпадающий под докембрий, состоит из трех эонов ( Адея , Архея и Протерозоя ), его иногда называют суперэоном , [ 11] [12] но это также неофициальный термин, не определен ICS в своем хроностратиграфическом справочнике. [13]
Эозой (отeo-«самый ранний») был синонимомдокембрия,[14][15]или, точнее,архея.[16]
Формы жизни
Точная дата зарождения жизни не определена. Углерод , обнаруженный в породах возрастом 3,8 миллиарда лет (архейский эон) с островов у западной Гренландии , может иметь органическое происхождение. Хорошо сохранившиеся микроскопические окаменелости бактерий возрастом более 3,46 миллиарда лет были найдены в Западной Австралии . [17] В том же районе были найдены вероятные окаменелости возрастом 100 миллионов лет. Однако есть свидетельства того, что жизнь могла возникнуть более 4,280 миллиардов лет назад. [18] [19] [20] [21] Существуют довольно убедительные данные о бактериальной жизни на протяжении оставшейся части (протерозойского эона) докембрия.
Сложные многоклеточные организмы могли появиться уже в 2100 млн лет назад. [22] Однако интерпретация древних окаменелостей проблематична, и «...некоторые определения многоклеточности охватывают все: от простых бактериальных колоний до барсуков». [23] Другие возможные ранние сложные многоклеточные организмы включают возможную красную водоросль возрастом 2450 млн лет с Кольского полуострова, [24] углеродистые биосигнатуры возрастом 1650 млн лет в северном Китае, [25] Rafatazmia возрастом 1600 млн лет назад , [26] и возможный вид Bangiomorpha red , возрастом 1047 млн лет назад. водоросль из канадской Арктики. [27] Самые ранние окаменелости, широко признанные сложными многоклеточными организмами, относятся к эдиакарскому периоду. [28] [29] Очень разнообразная коллекция мягкотелых форм встречается в различных местах по всему миру и датируется периодом от 635 до 542 млн лет назад. Их называют эдиакарской или вендской биотой . Существа с твердым панцирем появились ближе к концу этого периода времени, что ознаменовало начало фанерозойского эона. К середине следующего кембрийского периода в сланцах Бёрджесс отмечается очень разнообразная фауна , в том числе некоторые, которые могут представлять стволовые группы современных таксонов. Увеличение разнообразия форм жизни в раннем кембрии называется кембрийским взрывом жизни. [30] [31]
Хотя на суше, по-видимому, не было растений и животных, цианобактерии и другие микробы образовывали прокариотические маты , покрывавшие земные территории. [32]
Следы животного с придатками, похожими на ноги, были найдены в грязи 551 миллион лет назад. [33] [34]
Планетарная среда и кислородная катастрофа
Свидетельства о деталях движения плит и другой тектонической активности в докембрии сохранились плохо. Принято считать, что небольшие протоконтиненты существовали до 4280 млн лет назад и что большая часть суши Земли собралась в один суперконтинент около 1130 млн лет назад. Суперконтинент, известный как Родиния , распался около 750 млн лет назад. Был выявлен ряд ледниковых периодов, начиная с гуронской эпохи, примерно 2400–2100 млн лет назад. Одним из наиболее изученных является стуртско-варяжское оледенение, длившееся около 850–635 млн лет назад, которое, возможно, привело к тому, что ледниковые условия дошли до экватора, что привело к образованию « Земли-снежка ».
Атмосфера ранней Земли изучена недостаточно . Большинство геологов полагают, что он состоял в основном из азота, углекислого газа и других относительно инертных газов и не имел свободного кислорода . Однако есть свидетельства того, что богатая кислородом атмосфера существовала еще в раннем архее. [35]
В настоящее время все еще считается, что молекулярный кислород не составлял значительной части атмосферы Земли до тех пор, пока фотосинтетические формы жизни не развились и не начали производить его в больших количествах как побочный продукт своего метаболизма. Этот радикальный переход от химически инертной атмосферы к окислительной вызвал экологический кризис , иногда называемый кислородной катастрофой . Сначала кислород быстро соединился бы с другими элементами земной коры, прежде всего с железом, удаляя его из атмосферы. После того, как запас окисляемых поверхностей иссякнет, в атмосфере начал бы накапливаться кислород, и возникла бы современная атмосфера с высоким содержанием кислорода. Доказательством этого являются более древние породы, содержащие массивные полосчатые железные образования , отложенные в виде оксидов железа.
Подразделения
Была разработана терминология, охватывающая первые годы существования Земли, поскольку радиометрическое датирование позволило назначить абсолютные даты конкретным образованиям и особенностям. [36] Докембрий делится на три эона: гадейский (4567,3–4031 млн лет назад), архейский (4031–2500 млн лет назад) и протерозойский (2500–538,8 млн лет назад). См. Расписание докембрия .
Протерозой : этот эон относится ко времени от нижней границы кембрия , 538,8 млн лет назад, до 2500 млн лет назад. Первоначально оно было синонимом слова «докембрий» и, следовательно, включало все, что было до границы кембрия. Протерозойский эон делится на три эры: неопротерозойскую , мезопротерозойскую и палеопротерозойскую .
Неопротерозой : самая молодая геологическая эра протерозойского эона, от нижней границы кембрийского периода (538,8 млн лет назад) до 1000 млн лет назад. Неопротерозой соответствует докембрийским породам Z древней стратиграфии Северной Америки.
Криогенный период : средний период неопротерозойской эры : 635-720 млн лет назад.
Тониан : самый ранний период неопротерозойской эры: 720-1000 млн лет назад.
Мезопротерозой : средняя эра протерозойского эона , 1000-1600 млн лет назад. Соответствует докембрийским породам Y древней стратиграфии Северной Америки.
Палеопротерозой : древнейшая эра протерозойского эона, 1600-2500 млн лет назад. Соответствует породам «докембрия X» древней стратиграфии Северной Америки.
Гадейский эон: 4031–4567,3 млн лет назад. Первоначально этот термин предназначался для обозначения времени до того, как были отложены какие-либо сохранившиеся породы, хотя некоторые кристаллы циркона возрастом около 4400 млн лет назад демонстрируют существование коры в гадейском эоне. Другие записи гадейского времени происходят с Луны и метеоритов . [37] [38]
Было предложено разделить докембрий на эоны и эры, отражающие стадии планетарной эволюции, а не на нынешнюю схему, основанную на числовом возрасте. Такая система могла бы опираться на события в стратиграфической летописи и определяться GSSP . Докембрий можно разделить на пять «естественных» эонов, характеризуемых следующим образом: [39]
Движение земных плит с течением времени вызывало образование и распад континентов, включая случайное образование суперконтинента, содержащего большую часть или всю сушу. Самым ранним известным суперконтинентом был Ваалбара . Он образовался из протоконтинентов и был суперконтинентом 3,636 миллиарда лет назад. Ваалбара распалась c. 2,845–2,803 млрд лет назад. Суперконтинент Кенорленд был образован ок. 2,72 млрд лет назад, а затем где-то после 2,45–2,1 млрд лет назад раскололся на кратоны протоконтинентов под названием Лаврентия , Балтика , кратон Йилгарн и Калахари . Суперконтинент Колумбия , или Нуна, образовался 2,1–1,8 миллиарда лет назад и распался около 1,3–1,2 миллиарда лет назад. [40] [41] Суперконтинент Родиния , как полагают, сформировался около 1300–900 млн лет назад, воплотил в себя большинство или все континенты Земли и распался на восемь континентов около 750–600 миллионов лет назад. [42]
Карта суперконтинента Кенорленд 2,5 миллиарда лет назад
Карта Кенорленда, распавшегося 2,3 миллиарда лет назад
Суперконтинент Колумбия около 1,6 миллиарда лет назад.
Позиции суши ближе к концу докембрия
Смотрите также
Фанерозой - четвертый и нынешний эон геологической шкалы времени.
Палеозой - первая эра фанерозоя 539–252 миллиона лет назад.
Мезозой - Вторая эра фанерозоя: ~ 252–66 миллионов лет назад.
^ Левин, Гарольд Л. (2010). Земля во времени (9-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Дж. Уайли. стр. 230–233. ISBN978-0470387740.Изложено в книге Гор, Памела Дж.В. (25 октября 2005 г.). «Самая ранняя Земля: 2 100 000 000 лет архейского эона».
^ «Цирконы навсегда». Департамент геолого-геофизических исследований . 2005. Архивировано из оригинала 18 мая 2019 года . Проверено 28 апреля 2007 г.
^ Кавоси, Аарон Дж.; Вэлли, Джон В.; Уайльд, Саймон А. (2007). «Глава 2.5. Самая старая летопись земных минералов: обзор обломочных цирконов возрастом от 4400 до 4000 млн лет назад из Джек-Хиллз, Западная Австралия». Развитие геологии докембрия . 15 : 91–111. дои : 10.1016/S0166-2635(07)15025-8. ISBN9780444528100.
^ Комитет геологических названий Геологической службы США (2010), «Подразделения геологического времени - основные хроностратиграфические и геохронологические единицы», Информационный бюллетень Геологической службы США 2010–3059 , Геологическая служба США , стр. 2 , получено 20 июня 2018 г.
↑ Сентер, Фил (1 апреля 2013 г.). «Возраст Земли и его значение для биологии». Американский учитель биологии . 75 (4): 251–256. дои : 10.1525/около 2013.75.4.5. S2CID 85652369.
↑ Камп, Ульрих (6 марта 2017 г.). «Оледенения». Международная географическая энциклопедия: Люди, Земля, окружающая среда и технологии : 1–8. дои : 10.1002/9781118786352.wbieg0612. ISBN9780470659632.
^ «Стратиграфический справочник». Международная комиссия по стратиграфии . Таблица 3 . Проверено 9 декабря 2020 г.
^ Хичкок, CH (1874). Геология Нью-Гэмпшира. п. 511. Название «Эозой» , по-видимому, было предложено доктором Дж. У. Доусоном из Монреаля в 1865 году. В то время он не вполне определил пределы его применения; но, по-видимому, геологи в целом понимали, что он охватывает все малоизвестные ископаемые породы, более древние, чем кембрий.
^ Бюллетень. Том. 767. Типография правительства США. 1925. с. 3. [1888] Сэр Дж. У. Доусон предпочитает термин «эозой» [архейскому] и хотел бы, чтобы он включал все докембрийские пласты.
^ Салоп, ЖЖ (2012). Геологическая эволюция Земли в докембрии. Спрингер. п. 9. ISBN978-3-642-68684-9. возможность разделения докембрийской истории на два эона: эозойский, охватывающий только архейскую эру, и протозойский, включающий все остальные докембрийские эры.
^ Додд, Мэтью С.; Папино, Доминик; Гренн, Тор; слабый, Джон Ф.; Риттнер, Мартин; Пирайно, Франко; О'Нил, Джонатан; Литтл, Криспин Т.С. (2 марта 2017 г.). «Доказательства ранней жизни в старейших гидротермальных источниках Земли выпадают». Природа . 543 (7643): 60–64. Бибкод : 2017Natur.543...60D. дои : 10.1038/nature21377 . ПМИД 28252057.
↑ Циммер, Карл (1 марта 2017 г.). «Ученые говорят, что окаменелости канадских бактерий могут быть самыми старыми на Земле». Нью-Йорк Таймс . Проверено 2 марта 2017 г.
^ Гош, Паллаб (1 марта 2017 г.). «Найдены самые ранние свидетельства жизни на Земле». Новости BBC . Проверено 2 марта 2017 г.
↑ Данэм, Уилл (1 марта 2017 г.). «Канадские окаменелости, похожие на бактерии, названы древнейшими свидетельствами жизни». Рейтер . Проверено 1 марта 2017 г.
^ Донохью, Филип CJ; Антклифф, Джонатан Б. (июль 2010 г.). «Происхождение многоклеточности». Природа . 466 (7302): 41–42. дои : 10.1038/466041a. PMID 20596008. S2CID 4396466.
^ Розанов, А. Ю.; Астафьева М.М. (1 марта 2013 г.). «Уникальная находка древнейших многоклеточных водорослей нижнего протерозоя (2,45 млрд лет назад) Кольского полуострова». Доклады биологических наук . 449 (1): 96–98. дои : 10.1134/S0012496613020051. PMID 23652437. S2CID 15774804.
^ Цюй, Юангао; Чжу, Шисин; Уайтхаус, Мартин; Энгдаль, Андерс; Маклафлин, Никола (1 января 2018 г.). «Углеродистые биосигнатуры самых ранних предполагаемых макроскопических многоклеточных эукариот из формации Туаньшаньцзы 1630 млн лет назад, северный Китай». Докембрийские исследования . 304 : 99–109. Бибкод : 2018PreR..304...99Q. doi :10.1016/j.precamres.2017.11.004.
^ Бенгтсон, Стефан; Сальштедт, Тереза; Беливанова, Венета; Уайтхаус, Мартин (14 марта 2017 г.). «Трехмерная сохранность клеточных и субклеточных структур позволяет предположить, что красным водорослям коронной группы возрастом 1,6 миллиарда лет». ПЛОС Биология . 15 (3): e2000735. doi : 10.1371/journal.pbio.2000735 . ПМК 5349422 . ПМИД 28291791.
^ Гибсон, Тимоти М; Ши, Патрик М; Камминг, Вивьен М; Фишер, Вудворд В.; Крокфорд, Питер В.; Ходжскисс, Малкольм С.В.; Верндле, Сара; Кризер, Роберт А.; Рейнберд, Роберт Х; Скульски, Томас М; Халверсон, Гален П. (2017). «Точный возраст Bangiomorpha pubescens датирует возникновение эукариотического фотосинтеза» (PDF) . Геология . 46 (2): 135–138. дои : 10.1130/G39829.1.
↑ Лафламм, М. (9 сентября 2014 г.). «Моделирование морфологического разнообразия древнейших крупных многоклеточных организмов». Труды Национальной академии наук . 111 (36): 12962–12963. Бибкод : 2014PNAS..11112962L. дои : 10.1073/pnas.1412523111 . ПМК 4246935 . ПМИД 25114212.
^ Колесников, Антон В.; Рогов Владимир Иванович; Быкова Наталья Владимировна; Данелян, Таниэль; Клаузен, Себастьян; Маслов Андрей Владимирович; Гражданкин, Дмитрий В. (октябрь 2018 г.). «Старейший скелетный макроскопический организм Palaeopascichnus Linearis». Докембрийские исследования . 316 : 24–37. Бибкод : 2018PreR..316...24K. doi :10.1016/j.precamres.2018.07.017. S2CID 134885946.
^ «Ученые обнаруживают на юге Китая «древнейшие следы на Земле», возраст которых составляет 550 миллионов лет» . Independent.co.uk . 7 июня 2018 г.Независимый
^ Чен, Чжэ; Чен, Сян; Чжоу, Чуаньмин; Юань, Сюньлай; Сяо, Шухай (июнь 2018 г.). «Позднеэдиакарские следы, оставленные двусторонними животными с парными придатками». Достижения науки . 4 (6): eaao6691. Бибкод : 2018SciA....4.6691C. doi : 10.1126/sciadv.aao6691. ПМК 5990303 . ПМИД 29881773.
^ Клемми, Гарри; Бэдхэм, Ник (1982). «Кислород в докембрийской атмосфере». Геология . 10 (3): 141–146. Бибкод : 1982Geo....10..141C. doi :10.1130/0091-7613(1982)10<141:OITPAA>2.0.CO;2.
^ «Шкала геологического времени GSA 2009 года» Геологического общества Америки».
↑ Харрисон, Т. Марк (27 апреля 2009 г.). «Гадейская кора: данные по цирконам> 4 млрд лет». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 37 (1): 479–505. Бибкод : 2009AREPS..37..479H. doi : 10.1146/annurev.earth.031208.100151.
^ Абрамов, Олег; Кринг, Дэвид А.; Мойзис, Стивен Дж. (октябрь 2013 г.). «Ударная среда Гадейской Земли». Геохимия . 73 (3): 227–248. Бибкод :2013ЧЭГ...73..227А. doi :10.1016/j.chemer.2013.08.004.
^ Бликер, В. (2004) [2004]. «К «естественной» шкале времени докембрия». У Феликса М. Градштейна; Джеймс Дж. Огг; Алан Г. Смит (ред.). Геологическая шкала времени, 2004 г. Издательство Кембриджского университета. ISBN978-0-521-78673-7.также доступно на Stratigraphy.org: Докембрийская подкомиссия.
^ Чжао, Гочунь; Кавуд, Питер А.; Уайльд, Саймон А.; Сан, М. (2002). «Обзор глобальных орогенов 2,1–1,8 млрд лет: последствия для суперконтинента до Родинии». Обзоры наук о Земле . 59 (1): 125–162. Бибкод : 2002ESRv...59..125Z. дои : 10.1016/S0012-8252(02)00073-9.
^ Чжао, Гочунь; Сан, М.; Уайльд, Саймон А.; Ли, СЗ (2004). «Палео-мезопротерозойский суперконтинент: сборка, рост и распад». Обзоры наук о Земле (представленная рукопись). 67 (1): 91–123. Бибкод : 2004ESRv...67...91Z. doi : 10.1016/j.earscirev.2004.02.003.
^ Ли, ZX; Богданова С.В.; Коллинз, А.С.; Дэвидсон, А.; Де Ваэле, Б.; Эрнст, Р.Э.; Фицсаймонс, ICW; Черт, РА; Гладкочуб, Д.П.; Джейкобс, Дж.; Карлстрем, Кентукки; Лул, С.; Натапов, Л.М.; Пиз, В.; Писаревский, С.А.; Трейн, К.; Верниковский, В. (2008). «История сборки, конфигурации и распада Родинии: синтез» (PDF) . Докембрийские исследования . 160 (1–2): 179–210. Бибкод : 2008PreR..160..179L. doi :10.1016/j.precamres.2007.04.021. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 6 февраля 2016 г.
дальнейшее чтение
Вэлли, Джон В., Уильям Х. Пек, Элизабет М. Кинг (1999) Цирконы навсегда , Обнажение 1999 года, Университет Висконсина-Мэдисона, Wgeology.wisc.edu. Архивировано 16 марта 2012 г. на Wayback Machine - данные из обломочные цирконы для существования континентальной коры и океанов на Земле 4,4 млрд лет назад. Доступ 10 января 2006 г.
Уайльд, ЮАР; Вэлли, JW; Пек, штат Вашингтон; Грэм, CM (2001). «Свидетельства обломочных цирконов о существовании континентальной коры и океанов на Земле 4,4 миллиарда лет назад». Природа . 409 (6817): 175–178. Бибкод : 2001Natur.409..175W. дои : 10.1038/35051550. PMID 11196637. S2CID 4319774.
Вич, С.; Нельсон, доктор медицинских наук; Риганти, А. (2004). «Обломочные цирконы 4350–3130 млн лет назад в гранитно-зеленокаменном террейне Южного Креста, Западная Австралия: значение для ранней эволюции кратона Йилгарн». Австралийский журнал наук о Земле . 51 (1): 31–45. Бибкод : 2004AuJES..51...31W. дои : 10.1046/j.1400-0952.2003.01042.x.
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы по теме докембрия .
Позднедокембрийский суперконтинент и мир ледяных домов из проекта Paleomap