stringtranslate.com

Докембрий

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 pC , или криптозой ) — самая ранняя часть истории Земли , происходящая до нынешнего фанерозойского эона. Докембрий назван так потому, что он предшествовал кембрию , первому периоду фанерозойского эона , 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 существа с твердым панцирем впервые появились в изобилии.

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 в 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 промежуток времени, подпадающий под докембрий, состоит из трёх 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 2450 млн лет с Кольского полуострова , [24] углеродистые биосигнатуры 1650 млн лет назад в северном Китае, [25] Rafatazmia 1600 млн лет назад , [26] и возможную 1047 млн ​​лет назад Bangiomorpha red. 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]

Возникновение жизни

Гипотеза мира РНК предполагает, что РНК возникла раньше, чем кодировала белки и геномы ДНК. [35] Во время Гадейского эона (4567–4031 млн лет назад) существовало обильное геотермальное микроокружение , которое, возможно, имело потенциал для поддержки синтеза и репликации РНК и, таким образом, возможно, эволюции примитивной формы жизни. [36] Было показано, что пористые системы горных пород, включающие нагретые границы раздела воздух-вода, могут обеспечивать катализируемую рибозимами репликацию РНК смысловых и антисмысловых цепей, за которой может следовать диссоциация цепей, что обеспечивает комбинированный синтез, высвобождение и сворачивание активных рибозимов. [36] Эта примитивная репликативная система РНК также могла подвергаться переключению цепи матрицы во время репликации ( генетической рекомбинации ), что, как известно, происходит во время репликации РНК существующих коронавирусов . [37]

Планетарная среда и кислородная катастрофа

Выветрелая докембрийская подушечная лава в Зеленокаменном поясе Темагами Канадского щита

Свидетельства о деталях движения плит и другой тектонической активности в докембрии трудно интерпретировать. 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 ». [ нужна цитата ]

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. [38]

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 к окислительной атмосфере 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. [39] 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 .

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: [42]

  1. Аккреция и дифференциация: период формирования планет до гигантского ударного события, образовавшего Луну .
  2. Гадей: преобладала мощная бомбардировка примерно с 4,51 млрд лет назад (возможно, включая прохладный период ранней Земли ) до конца периода поздней тяжелой бомбардировки .
  3. Архей: период, определяемый первыми образованиями земной коры ( зеленокаменный пояс Исуа ) до отложения полосчатых железных образований из-за увеличения содержания кислорода в атмосфере.
  4. Переход: период продолжающегося формирования полосчатого железа до первых континентальных красных отложений .
  5. Протерозой: период современной тектоники плит до появления первых животных .

Докембрийские суперконтиненты

Движение земных плит с течением времени вызывало образование и распад континентов, включая случайное образование суперконтинента, содержащего большую часть или всю территорию суши. 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, называемые 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. [43] [44] Считается, что суперконтинент Родиния сформировался около 1300–900 млн лет назад, включал в себя большинство или все континенты Земли и распался на восемь континентов около 750–600 миллионов лет назад. [45]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Коэн, Ким. «Новая редакция Графика – 2022-10». Международная комиссия по стратиграфии . Проверено 16 января 2023 г.
  2. ^ «Докембрий». CollinsDictionary.com . ХарперКоллинз . Проверено 30 августа 2023 г.
  3. ^ Градштейн, FM; Огг, Дж.Г.; Шмитц, доктор медицины; Огг, GM, ред. (2012). Геологическая временная шкала 2012 . Том. 1. Эльзевир. п. 301. ИСБН 978-0-44-459390-0.
  4. ^ Аб Монро, Джеймс С.; Викандер, Рид (1997). Меняющаяся Земля: изучение геологии и эволюции (2-е изд.). Бельмонт: Издательская компания Wadsworth . п. 492. ИСБН 9781285981383.
  5. ^ Левин, Гарольд Л. (2010). Земля во времени (9-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Дж. Уайли. стр. 230–233. ISBN 978-0470387740.Изложено в книге Гор, Памела Дж.В. (25 октября 2005 г.). «Самая ранняя Земля: 2 100 000 000 лет архейского эона».
  6. ^ Дэвис, CM (1964). «Докембрийская эпоха». Чтения по географии Мичигана . Мичиганский государственный университет .
  7. ^ «Цирконы навсегда». Департамент геолого-геофизических исследований . 2005. Архивировано из оригинала 18 мая 2019 года . Проверено 28 апреля 2007 г.
  8. ^ 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. ISBN 9780444528100.
  9. ^ 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.
  10. ^ Фань, Цзюньсюань; Хоу, Сюдун (февраль 2017 г.). "Диаграмма". Международная комиссия по стратиграфии . Международная хроностратиграфическая карта . Проверено 10 мая 2018 г.
  11. ↑ 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.
  12. ↑ Камп, Ульрих (6 марта 2017 г.). «Оледенения». Международная географическая энциклопедия: Люди, Земля, окружающая среда и технологии : 1–8. дои : 10.1002/9781118786352.wbieg0612. ISBN 9780470659632.
  13. ^ «Стратиграфический справочник». Международная комиссия по стратиграфии . Таблица 3 . Проверено 9 декабря 2020 г.
  14. ^ 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, похоже, геологи в целом понимали, что он охватывает все смутно содержащие ископаемые породы старше кембрия.
  15. ^ 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.
  16. ^ Салоп, ЖЖ (2012). Геологическая эволюция Земли в докембрии. Спрингер. п. 9. ISBN 978-3-642-68684-9. возможность разделения докембрийской истории на два эона: эозойский, охватывающий только архейскую эру, и протозойский, включающий все остальные докембрийские эры.
  17. ^ Брун, Ив ; Шимкетс, Лоуренс Дж. (январь 2000 г.). Развитие прокариот. АСМ Пресс . п. 114. ИСБН 978-1-55581-158-7.
  18. ^ 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.
  19. ↑ 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.
  20. ^ Гош, Паллаб (1 марта 2017 г.). «Найдены самые ранние свидетельства жизни на Земле». Новости BBC . Проверено 2 марта 2017 г.
  21. ↑ Данэм, Уилл (1 марта 2017 г.). «Канадские окаменелости, похожие на бактерии, названы древнейшими свидетельствами жизни». Рейтер . Проверено 1 марта 2017 г.
  22. ^ Альбани, Абдерразак Эль; Бенгтсон, Стефан; Кэнфилд, Дональд Э.; Беккер, Андрей; Маккиарелли, Роберто; Мазурье, Арно; Хаммарлунд, Эмма У.; Бульве, Филипп; Дюпюи, Жан-Жак; Фонтейн, Клод; Фюрсих, Франц Т.; Готье-Лафай, Франсуа; Жанвье, Филипп; Жаво, Эммануэль; Осса, Франц Осса; Пирсон-Викманн, Анна-Кэтрин; Рибулло, Армель; Сардини, Пол; Вашар, Дэниел; Уайтхаус, Мартин; Менье, Ален (июль 2010 г.). «Крупные колониальные организмы с скоординированным ростом в насыщенной кислородом среде 2,1 миллиарда лет назад». Природа . 466 (7302): 100–104. Бибкод : 2010Natur.466..100A. дои : 10.1038/nature09166. PMID  20596019. S2CID  4331375.
  23. ^ Донохью, Филип CJ; Антклифф, Джонатан Б. (июль 2010 г.). «Происхождение многоклеточности». Природа . 466 (7302): 41–42. дои : 10.1038/466041a. PMID  20596008. S2CID  4396466.
  24. ^ 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.
  25. ^ 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.
  26. ^ 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. дои : 10.1371/journal.pbio.2000735 . ПМК 5349422 . ПМИД  28291791. 
  27. ^ 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.
  28. ↑ 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. 
  29. ^ 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.
  30. ^ Федонкин, Михаил А .; Гелинг, Джеймс Г.; Грей, Кэтлин; Нарбонн, Гай М.; Викерс-Рич, Патрисия (2007). Восстание животных: эволюция и разнообразие царства животных . Предисловие Артура Кларка . Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джонса Хопкинса . ISBN 978-0-8018-8679-9. LCCN  2007061351. OCLC  85162342. OL  17256629M.
  31. ^ Докинз, Ричард ; Вонг, Ян (2005). Рассказ предка: паломничество на зарю эволюции . Хоутон Миффлин Харкорт . стр. 673. ISBN 9780618619160.
  32. ^ Селден, Пол А. (2005). «Террестриализация (докембрий – девон)» (PDF) . Энциклопедия наук о жизни . John Wiley & Sons, Ltd. doi : 10.1038/npg.els.0004145. ISBN  978-0470016176.
  33. ^ «Ученые обнаруживают на юге Китая «древнейшие следы на Земле», возраст которых составляет 550 миллионов лет» . Independent.co.uk . 7 июня 2018 г. Независимый
  34. ^ 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. 
  35. ^ Файн Дж.Л., Перлман Р.Э. О происхождении жизни: синтез и повествование, ориентированное на РНК. РНК. 2023 августа; 29 (8): 1085–1098. дои: 10.1261/rna.079598.123. Epub, 4 мая 2023 г. PMID: 37142437; PMCID: PMC10351881
  36. ^ ab Салдитт А., Карр Л., Салиби Э., Ле Вэй К., Браун Д., Мутшлер Х. Рибозим-опосредованный синтез и репликация РНК в модельном микроокружении Гаде. Нац Коммун. 2023, 17 марта;14(1):1495. дои: 10.1038/s41467-023-37206-4. PMID: 36932102; PMCID: PMC10023712
  37. ^ Су С., Вонг Г., Ши В., Лю Дж., Лай А.К., Чжоу Дж., Лю В., Би Ю., Гао Г.Ф. Эпидемиология, генетическая рекомбинация и патогенез коронавирусов. Тенденции Микробиол. июнь 2016 г.;24(6):490-502. doi: 10.1016/j.tim.2016.03.003. Epub, 21 марта 2016 г. PMID: 27012512; PMCID: PMC7125511
  38. ^ 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.
  39. ^ «Шкала геологического времени GSA 2009 года» Геологического общества Америки». Архивировано из оригинала 05.11.2020 . Проверено 29 августа 2019 г.
  40. ↑ 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.
  41. ^ 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.
  42. ^ 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. ISBN 978-0-521-78673-7.также доступно на Stratigraphy.org: Докембрийская подкомиссия.
  43. ^ 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.
  44. ^ 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.
  45. ^ 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.; Трэйн, 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

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме докембрия .