stringtranslate.com

протерозой

Протерозой ( IPA : / ˌ p r oʊ t ər ə ˈ z oʊ ɪ k , ˌ p r ɒ t -, - ər oʊ -, - t r ə -, - t r oʊ - / PROH -tər-ə- ZOH -ik, PROT-, -⁠ər-oh-, -⁠trə-, -⁠troh- ) [3] [4] [5] — третий из четырёх геологических эонов истории Земли , охватывающий временной интервал от 2500 года. до 538,8 млн лет назад , [6] самый длинный эон в геологической шкале времени Земли . Ему предшествует архей , за ним следует фанерозой , и это самая поздняя часть докембрийского « суперэона».  

Протерозой подразделяется на три геологические эры (от древнейшей к самой молодой): палеопротерозойскую , мезопротерозойскую и неопротерозойскую . [7] Он охватывает время от появления свободного кислорода в атмосфере Земли до момента распространения сложной жизни на Земле во время кембрийского взрыва . Название «Протерозой» объединяет два слова греческого происхождения: протеро-, что означает «бывший, более ранний», и -зой , что означает «жизни». [8]

Хорошо известными событиями этого эона были переход к кислородной атмосфере в палеопротерозое; эволюция эукариот посредством симбиогенеза ; несколько глобальных оледенений , которые привели к гуронскому оледенению продолжительностью 300 миллионов лет (во время сидерийского и риакского периодов палеопротерозоя) и гипотетической Земле-снежку (во время криогенного периода в позднем неопротерозое); и эдиакарский период (от 635 до 538,8 млн лет назад), который характеризуется эволюцией обильных многоклеточных организмов с мягким телом, таких как губки , водоросли , книдарии , билатерии и сидячая эдиакарская биота (некоторые из которых развили половое размножение ) и обеспечивает первые очевидные ископаемые свидетельства жизни на Земле .

Протерозойская запись

Геологическая летопись протерозойского эона более полна, чем геологическая летопись предыдущего архейского эона. В отличие от глубоководных отложений архея в протерозое представлено множество толщ , залегавших в обширных мелководных эпиконтинентальных морях ; более того, многие из этих пород менее метаморфизованы, чем архейские породы, и многие из них не изменились. [9] : 315  Исследования этих пород показали, что этот эон продолжал массивную континентальную аккрецию, которая началась в конце архейского эона. Протерозойский эон также характеризовался первыми окончательными циклами суперконтинентов и совершенно современной горообразовательной деятельностью ( орогенией ) . [9] : 315–18, 329–32. 

Есть свидетельства того, что первые известные оледенения произошли в протерозое. Первый начался вскоре после начала протерозойского эона, и имеются свидетельства по крайней мере четырех в неопротерозойскую эру в конце протерозойского эона, возможно, достигшие кульминации с гипотетической Землей-снежком в период стуртийского и мариноанского оледенений. [9] : 320–1, 325 

Накопление кислорода

Одним из важнейших событий протерозоя было накопление кислорода в атмосфере Земли. Хотя считается, что кислород выделялся в результате фотосинтеза еще в архейском эоне, он не мог накапливаться в сколько-нибудь значительной степени до тех пор, пока не были исчерпаны минеральные стоки неокисленной серы и железа . Примерно 2,3 миллиарда лет назад содержание кислорода, вероятно, составляло лишь 1–2% от его нынешнего уровня. [9] : 323  Полосатые железные образования , которые обеспечивают большую часть мировой железной руды , являются одним из признаков этого процесса поглощения минералов. Их накопление прекратилось спустя 1,9 миллиарда лет назад, после того как все железо в океанах окислилось . [9] : 324 

Красные пласты , окрашенные гематитом , указывают на увеличение содержания кислорода в атмосфере 2 миллиарда лет назад. Столь массивные образования оксидов железа не встречаются в более древних породах. [9] : 324  Накопление кислорода, вероятно, было вызвано двумя факторами: истощением химических поглотителей и увеличением секвестрации углерода , который изолировал органические соединения , которые в противном случае были бы окислены атмосферой. [9] : 325 

Второй всплеск концентрации кислорода, известный как неопротерозойское событие оксигенации , [10] произошел в среднем и позднем неопротерозое [11] и привел к быстрой эволюции многоклеточной жизни к концу эры. [12] [13]

Процессы субдукции

Протерозойский эон был очень тектонически активным периодом в истории Земли.

От позднего архейского эона до раннего протерозоя соответствует периоду увеличения переработки земной коры, что предполагает субдукцию . Доказательством такой повышенной субдукционной активности является обилие старых гранитов, образовавшихся в основном после 2,6 млрд лет назад [14] .

Возникновение эклогита (тип метаморфической породы , образовавшейся под высоким давлением > 1 ГПа) объясняется с помощью модели, включающей субдукцию. Отсутствие эклогитов, датируемых архейским эоном, позволяет предположить, что условия того времени не благоприятствовали формированию метаморфизма высокой степени и, следовательно, не достигли тех же уровней субдукции, которые происходили в протерозойском эоне. [15]

В результате переплавления базальтовой океанической коры в результате субдукции ядра первых континентов стали достаточно большими, чтобы выдержать процессы переработки коры.

Долгосрочная тектоническая стабильность этих кратонов является причиной того, что мы обнаруживаем континентальную кору возрастом до нескольких миллиардов лет. [16] Считается, что 43% современной континентальной коры образовалось в протерозое, 39% — в архее и только 18% — в фанерозое . [14] Исследования Конди (2000) [17] и Рино и др. (2004) [18] предполагают, что образование корки происходило эпизодически. Путем изотопного расчета возраста протерозойских гранитоидов установлено, что имело место несколько эпизодов быстрого увеличения образования континентальной коры. Причина этих импульсов неизвестна, но, похоже, их величина уменьшалась с каждым периодом. [14]

Тектоническая история (суперконтиненты)

Свидетельства столкновений и рифтов между континентами ставят вопрос о том, каковы именно были движения архейских кратонов, слагавших протерозойские континенты. Палеомагнитные и геохронологические механизмы датирования позволили расшифровать тектонику докембрийского суперэона. Известно, что тектонические процессы протерозоя во многом напоминают свидетельства тектонической активности, такие как орогенные пояса или офиолитовые комплексы, которые мы видим сегодня. Следовательно, большинство геологов пришли к выводу, что Земля в то время была активной. Также общепринято, что в докембрии Земля прошла через несколько циклов распада и восстановления суперконтинентов ( цикл Вильсона ). [14]

В позднем протерозое (самом последнем) доминирующим суперконтинентом была Родиния (~ 1000–750 млн лет назад). Он состоял из ряда континентов, прикрепленных к центральному кратону, который образует ядро ​​Североамериканского континента под названием Лаврентия . Примером горообразования (процессов горообразования), связанного со строительством Родинии, является горогенез Гренвилл, расположенный в восточной части Северной Америки. Родиния образовалась после распада суперконтинента Колумбия и до образования суперконтинента Гондвана (~ 500 млн лет назад). [19] Определяющим орогеническим событием, связанным с образованием Гондваны, было столкновение Африки, Южной Америки, Антарктиды и Австралии, образующее Панафриканскую складчатость . [20]

Колумбия доминировала в начале-среднем протерозое, и до этого о континентальных комплексах известно немного. Существует несколько правдоподобных моделей, объясняющих тектонику ранней Земли до образования Колумбии, но на данный момент наиболее правдоподобная гипотеза состоит в том, что до Колумбии вокруг Земли было всего несколько независимых кратонов (не обязательно суперконтинентов, таких как Родиния или Колумбия). [14]

Жизнь

Появление продвинутых одноклеточных эукариот началось после Великого события окисления . [21] Это могло произойти из-за увеличения количества окисленных нитратов , которые используют эукариоты, в отличие от цианобактерий . [9] : 325  Также в протерозое возникли первые симбиотические отношения между митохондриями (обнаруженными почти у всех эукариот) и хлоропластами (обнаруженными только у растений и некоторых простейших ) и их хозяевами. [9] : 321–2 

К позднему палеопротерозою эукариотические организмы стали умеренно биоразнообразными. [22] Расцвет эукариот, таких как акритархи , не препятствовал распространению цианобактерий; Фактически, наибольшего количества и разнообразия строматолиты достигли в протерозое, достигнув пика примерно 1200 миллионов лет назад. [9] : 321–3 

Самые ранние окаменелости , обладающие типичными для грибов чертами, относятся к палеопротерозойской эре, около 2400 миллионов лет назад; эти многоклеточные донные организмы имели нитевидные структуры, способные к анастомозам . [23]

Классически граница между протерозойским и фанерозойским эонами была установлена ​​в основании кембрийского периода , когда появились первые окаменелости животных, в том числе трилобитов и археоциатид , а также звероподобных Caveasphaera . Во второй половине 20-го века в протерозойских породах, особенно в эдиакарских породах, был обнаружен ряд ископаемых форм, что доказывает, что многоклеточная жизнь уже получила широкое распространение за десятки миллионов лет до кембрийского взрыва в так называемом Взрыв Авалона . [24] Тем не менее, верхняя граница протерозоя осталась зафиксированной в основании кембрия , который в настоящее время находится на отметке 538,8 млн лет назад.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Смитсоновский национальный музей flickr .
  2. ↑ Пламб, штат Калифорния (1 июня 1991 г.). «Новая докембрийская шкала времени». Эпизоды . 14 (2): 139–140. дои : 10.18814/epiiugs/1991/v14i2/005 .
  3. ^ «Протерозой - определение протерозоя на английском языке из Оксфордского словаря» . OxfordDictionaries.com . Архивировано из оригинала 24 июля 2012 года . Проверено 20 января 2016 г.
  4. ^ «Протерозой». Словарь Merriam-Webster.com .
  5. ^ «Протерозой». Dictionary.com Полный (онлайн). nd
  6. ^ «Стратиграфическая карта 2022» (PDF) . Международная стратиграфическая комиссия. февраль 2022 года . Проверено 22 апреля 2022 г.
  7. ^ Спир, Брайан. «Протерозойский эон». Музей палеонтологии Калифорнийского университета .
  8. ^ "Протерозой, прил. и н." ОЭД онлайн . Издательство Оксфордского университета. Июнь 2021 года . Проверено 25 июня 2021 г.
  9. ^ abcdefghij Стэнли, Стивен М. (1999). История системы Земли . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-2882-5.
  10. ^ Шилдс-Чжоу, Грэм А.; Оч, Лоуренс М. (март 2011 г.). «Доказательства неопротерозойского события оксигенации: геохимические доказательства и биологические последствия» (PDF) . ГСА сегодня . 21 (3): 4–11. дои : 10.1130/GSATG102A.1 . Проверено 10 ноября 2022 г.
  11. ^ Оч, Лоуренс М.; Шилдс-Чжоу, Грэм А. (январь 2012 г.). «Неопротерозойское событие оксигенации: экологические возмущения и биогеохимический цикл». Обзоры наук о Земле . 110 (1–4): 26–57. doi :10.1016/j.earscirev.2011.09.004 . Проверено 10 ноября 2022 г.
  12. ^ Кэнфилд, Дональд Юджин; Поултон, Саймон В.; Нарбонн, Гай М. (5 января 2007 г.). «Поздненеопротерозойская глубоководная оксигенация океана и возникновение животной жизни». Наука . 315 (5808): 92–95. дои : 10.1126/science.1135013 . PMID  17158290. S2CID  24761414 . Проверено 10 ноября 2022 г.
  13. ^ Фань, Хайфэн; Чжу, Сянкунь; Вэнь, Ханцзе; Ян, Бин; Ли, Джин; Фэн, Ляньцзюнь (1 сентября 2014 г.). «Оксигенация Эдиакарского океана, зафиксированная изотопами железа». Geochimica et Cosmochimica Acta . 140 : 80–94. дои :10.1016/j.gca.2014.05.029 . Проверено 10 ноября 2022 г.
  14. ^ abcde Кири, П.; Клепейс, К.; Вайн, Ф. (2008). Докембрийская тектоника и суперконтинентальный цикл . Глобальная тектоника (Третье изд.). стр. 361–377.
  15. ^ Берд, П. (2003). «Обновленная цифровая модель границ плит». Геохимия, геофизика, геосистемы . 4 (3): 1027. Бибкод : 2003GGG.....4.1027B. дои : 10.1029/2001GC000252 .
  16. ^ Менгель, Ф. (1998). Протерозойская история . Система Земли: история и изменчивость. Том. 2.
  17. ^ Конди, К. (2000). Модели эпизодического континентального роста: размышления и расширения. Тектонофизика , 322 (1), 153–162. дои : 10.1016/S0040-1951(00)00061-5
  18. ^ Рино, Сюдзи; Комия, Цуёси; Уиндли, Брайан Ф.; Катаяма, Икуо; Мотоки, Акихиса; Хирата, Такафуми (август 2004 г.). «Значительное эпизодическое увеличение роста континентальной коры, определенное по возрасту циркона в речных песках; последствия для переворотов мантии в раннем докембрии». Физика Земли и недр планет . 146 (1–2): 369–394. Бибкод : 2004PEPI..146..369R. дои : 10.1016/j.pepi.2003.09.024. S2CID  140166194.
  19. ^ Конди, КК; О'Нил, К. (2011). «Граница архея и протерозоя: 500 млн лет тектонического перехода в истории Земли». Американский научный журнал . 310 (9): 775–790. Бибкод : 2010AmJS..310..775C. дои : 10.2475/09.2010.01 . S2CID  128469935.
  20. ^ Хантли, К. (2002). Мозамбикский пояс, Восточная Африка: тектоническая эволюция Мозамбикского океана и объединение Гондваны . Геологическое общество Америки.
  21. ^ Фахри, Моджтаба; Тархан Лидия Георгиевна; Рейнхард, Кристофер Т.; Кроу, Шон А.; Лайонс, Тимоти В.; Планавский, Ной Дж. (май 2023 г.). «Окисление поверхности Земли и появление эукариотической жизни: новый взгляд на связь с экскурсией положительных изотопов углерода в Ломагунди». Обзоры наук о Земле . 240 : 104398. doi : 10.1016/j.earscirev.2023.104398. S2CID  257761993.
  22. ^ Мяо, Ланьюнь; Мочидловска, Малгожата; Чжу, Шисин; Чжу, Маоянь (февраль 2019 г.). «Новая запись морфологически различных микрокаменелостей с органическими стенками из позднепалеопротерозойской группы Чанчэн в хребте Яньшань, Северный Китай». Докембрийские исследования . 321 : 172–198. doi : 10.1016/j.precamres.2018.11.019. S2CID  134362289 . Проверено 29 декабря 2022 г.
  23. ^ Бенгтсон, Стефан; Расмуссен, Биргер; Иварссон, Магнус; Мюлинг, Джанет; Броман, Курт; Мароне, Федерика; Стампанони, Марко; Беккер, Андрей (24 апреля 2017 г.). «Грибоподобные мицелиальные окаменелости в везикулярном базальте возрастом 2,4 миллиарда лет». Экология и эволюция природы . 1 (6): 141. дои : 10.1038/s41559-017-0141. hdl : 20.500.11937/67718 . ISSN  2397-334Х. PMID  28812648. S2CID  25586788.
  24. ^ Сяо, Шухай; Лафламм, Марк (январь 2009 г.). «Накануне радиации животных: филогения, экология и эволюция биоты эдиакары». Тенденции в экологии и эволюции . 24 (1): 31–40. дои : 10.1016/j.tree.2008.07.015. ПМИД  18952316 . Проверено 10 ноября 2022 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме протерозоя .