Гуронское оледенение (или оледенение Макганьене ) [1] было периодом, когда во время отложения гуронской супергруппы произошло по крайней мере три ледниковых периода . Отложение этой в основном осадочной последовательности продолжалось примерно от 2,5 до 2,2 млрд лет назад ( Gya ), в течение сидерийского и риакийского периодов палеопротерозойской эры . Доказательства оледенения в основном основаны на признании диамиктита , который интерпретируется как имеющий ледниковое происхождение. Отложение гуронской последовательности интерпретируется как происходящее в рифтовом бассейне, который превратился в в основном морскую пассивную окраинную обстановку. [2] Ледниковые диамиктитовые отложения в пределах гуронского периода по толщине сопоставимы с четвертичными аналогами.
Три ледниковых диамиктитовых единицы гуронского яруса — это, от самой старой к самой молодой, формации Рэмси-Лейк, Брюс и Гоуганда. Хотя в настоящее время в мире известны и другие ледниковые отложения, гуронский ярус ограничен регионом к северу от озера Гурон , между Су-Сент-Мари, Онтарио , и Руэн-Норанда , Квебек. Другие подобные отложения известны в других местах Северной Америки, а также в Австралии и Южной Африке. [3]
Гуронское оледенение в целом совпадает с Великим событием оксигенации , временем увеличения содержания атмосферного кислорода и уменьшения содержания атмосферного метана . Кислород вступил в реакцию с метаном, образовав углекислый газ и воду, которые являются гораздо более слабыми парниковыми газами , чем метан, что значительно снизило эффективность парникового эффекта , особенно потому, что водяной пар легко выпадал из воздуха при понижении температуры. [4] Это вызвало эффект ледника и, возможно, усугубленное низким уровнем солнечного излучения в то время, а также снижением геотермальной активности , сочетание увеличения свободного кислорода (который вызывает окислительное повреждение органических соединений ) и климатических стрессов, вероятно, вызвало вымирание , первое и самое продолжительное в истории Земли, которое уничтожило большую часть анаэробных микробных матов как на поверхности Земли , так и в мелководных морях . [5] [6]
В 1907 году Артур Филемон Коулман впервые вывел «нижний гуронский ледниковый период» [7] [8] из анализа геологической формации около озера Гурон в Онтарио. В его честь нижний (ледниковый) элемент формации Гоуганда именуется элементом Коулмана. Эти породы были подробно изучены многочисленными геологами и считаются типичным примером палеопротерозойского оледенения. [9] [10]
Смешение терминов «оледенение» и «ледниковый период» привело к более позднему впечатлению, что весь временной период представляет собой единое ледниковое событие. [11] Термин «гуронский» используется для описания литостратиграфической супергруппы и не должен использоваться для описания ледниковых циклов, согласно Североамериканскому стратиграфическому кодексу, который определяет правильное наименование геологических, физических и хронологических единиц. [12] Следует использовать диахронические или геохронометрические единицы.
Формация Гоуганда (2,3 Гя) содержит «наиболее распространенные и наиболее убедительные ледниковые отложения этой эпохи», по словам Эйлса и Янга. В Северной Америке отложения схожего возраста обнажаются в Мичигане, горах Медисин-Боу, Вайоминге , Чибоугамау , Квебеке и центральном Нунавуте. В глобальном масштабе они встречаются в бассейне Грикватаун в Южной Африке, а также в Индии и Австралии. [13]
Тектоническая обстановка представляла собой рифтовую континентальную окраину . Новая континентальная кора привела бы к химическому выветриванию . Это выветривание вытянуло бы CO2 из атмосферы, охлаждая планету за счет снижения парникового эффекта . [ необходима цитата ]
Распространено мнение, что одно или несколько оледенений могли быть явлениями типа «снежный ком» , когда вся или большая часть поверхности Земли была покрыта льдом. [11] [14] [15] Однако палеомагнитные свидетельства, свидетельствующие о наличии ледяных щитов в низких широтах, оспариваются, [16] [17] а ледниковые отложения (диамиктиты) прерывисты, перемежаясь с карбонатными и другими осадочными породами, что указывает на умеренный климат и не дает достаточных доказательств глобального оледенения.
До гуронского ледникового периода большинство организмов были анаэробными , полагаясь на хемосинтез и аноксигенный фотосинтез на основе ретиналя для производства биологической энергии и биосоединений . Но примерно в это же время цианобактерии развили оксигенный фотосинтез на основе порфирина , который производил дикислород в качестве побочного продукта. Сначала большая часть этого кислорода растворялась в океане, а затем поглощалась посредством восстановления поверхностными железистыми соединениями, атмосферным метаном и сероводородом . Однако по мере продолжения фотосинтеза цианобактерий кумулятивный кислород перенасыщал восстановительный резервуар поверхности Земли [11] и выливался в виде свободного кислорода, который «загрязнял» атмосферу, что привело к постоянному изменению химии атмосферы, известному как Великое событие оксигенации .
Некогда восстановительная атмосфера , теперь окислительная, была высокореактивной и токсичной для анаэробной биосферы . Кроме того, атмосферный метан был истощен кислородом и восстановлен до следовых газовых уровней, и заменен гораздо менее мощными парниковыми газами, такими как углекислый газ и водяной пар , последний из которых также легко осаждался из воздуха при низких температурах. Температура поверхности Земли значительно упала, отчасти из-за уменьшения парникового эффекта и отчасти из-за того, что солнечная светимость и/или геотермальная активность также были ниже в то время, [6] что привело к образованию ледника на Земле .
После того, как комбинированное воздействие окисления и изменения климата опустошило анаэробную биосферу (тогда, вероятно, доминировали архейные микробные маты ), аэробные организмы, способные к кислородному дыханию , смогли быстро размножаться и использовать экологические ниши, освобожденные анаэробами в большинстве сред. Выжившие колонии анаэробов были вынуждены адаптироваться к симбиотическому существованию среди аэробов, при этом анаэробы предоставляли органические материалы, необходимые аэробам, а аэробы потребляли и «детоксифицировали» окружающую среду от молекул кислорода, смертельных для анаэробов. Это также могло привести к тому, что некоторые анаэробные археи начали инвагинировать свои клеточные мембраны в эндомембраны , чтобы защитить и защитить цитоплазматические нуклеиновые кислоты , что позволило осуществить эндосимбиоз с аэробными эубактериями (которые в конечном итоге стали митохондриями , продуцирующими АТФ ), и этот симбиогенез способствовал эволюции эукариотических организмов в протерозое . [ необходима ссылка ]
