Arhejas (jeb arhejas) eons ir ģeoloģiskais periods pēc hadeja un pirms proterozoja. Tas ilga aptuveni no 4,0 līdz 2,5 miljardiem gadu pirms mūsdienām. Arheiskais eons ir viens no galvenajiem posmiem Zemes agrīnajā vēsturē, kurā nostiprinājās pirmā kontinenta garoza, veidojās senākās stabilās kratonu daļas un radās pirmie dzīvības liecību reģistri.

Ģeoloģija un iežu raksturs

Lielākā daļa saglabājušos iežu arhejā ir vulkāniskas (vulkāniskas) un metamorfiskas izcelsmes. Bieži sastopami ir tā dēvētie greenstone belt (zaļie josli), kā arī tonalīta–trondhjemīta–granodiorīta (TTG) kompleksi, kas raksturo agrīno kontinenta garozas attīstību. Vulkāniskā aktivitāte bija plaši izplatīta, kas kopā ar intensīvu magmas cirkulāciju un augstu siltuma plūsmu veicināja ātru iežu pārkārtošanos un metamorfismu.

Sākot ar arheju, Zemes siltuma plūsma bija ievērojami augstāka nekā mūsdienās — dažos aprēķinos līdz pat divām līdz trim reizēm lielāka. Tas, visticamāk, ietekmēja plātņu kustību un garozas deformācijas; jautājums par to, kad tieši sāka darboties moderna plākšņu tektonika, joprojām ir aktīvs pētījumu lauks. Arheiskais periods arī liecina par agrīnu lielā mēroga kontinentu organizāciju: tiek izvirzītas hipotēzes par pirmo superkontinentu veidošanos, piemēram, Vaalbara (attīstījās un saplūda arheiskos laika nogriežņos).

Reservuāri: okeāni un atmosfēra

Okeāni pastāvēja jau pirms arhejas laikmeta un bija galvenā vieta, kur attīstījās agrīnās dzīvības formas. Atmosfērā atzināmi trūka brīvā skābekļa, un gaisa sastāvu noteica galvenokārt metāns, augsts CO2 daudzums un slāpekļa savienojumi. Šādas anaerobas vides veicināja metabolisma ceļus, kas darbojās bez skābekļa — piemēram, metanogēnēzi un citas anoksiskas metabolisma formas.

Dzīve un tās liecības

Arheja laikmetā parādījās pirmās pārliecinošās dzīvības liecības. Fosilie baktēriju paklāji, ko sauc par stromatolītiem, ir sastopami daudzos arheiskos nogulumos, un tie datēti aptuveni 3,5 miljardus gadu senā vecumā. Stromatolītus veidoja galvenokārt cianobaktērijas, kuras izmantoja fotosintēzi un izdalīja skābekli kā blakusproduktu. Sākotnēji šis molekulārais skābeklis lielākoties tika absorbēts — piemēram, savienojoties ar dzelzs joniem šķīdumā, veidojot masīvas dzelzs bagātināšanās slāņu pazīmes (banded iron formations).

Tāpat arheiskajos iežos sastopamas dažādas mikrofosilijas un organiskā oglekļa izotopu frakcijas, kas liecina par agrīnu dzīves metabolisma darbību; šie dati kopā ar stromatolītiem atbalsta prokariotisko (bakteriālās un arheālās) dzīves pastāvēšanu jau arheiskajā eonā.

Īpaši atradumi un to nozīme

Interesants atradums vēlākajā arheā ir fosilās lietus pilienu pēdu atklājumi, kas datēti apmēram 2,7 miljardus gadu vecumā. Tās tika atrastas Ventersdorpā, Dienvidāfrikas Ziemeļrietumu provincē, un parādīja, ka tajā laikā jebkurā gadījumā pastāvēja atmosfēras un virsmas apstākļi, kas ļāva saglabāt šādas sīkas iegremdētas formas.

Secinājumi un atvērtie jautājumi

Arheiskais eons ir kritisks periods Zemes attīstībā — tajā veidojās bāze gan ģeoloģiskajai struktūrai, gan dzīvei. Galvenie pētījumu jautājumi šodien skar:

  • precīzu laiku un veidu, kā sāka darboties plākšņu tektonika;
  • kādu lomu spēlēja augsta siltuma plūsma kontinentu suskaidrošanā un iežu metamorfismā;
  • kā un kad tieši skābeklis sāka krāties atmosfērā, kas noveda pie vēlākās Lielās skābekļa krīzes (Great Oxidation Event) proterozojā.

Arheiskais mantojums — stromatolīti, dzelzs bagātinājumi, agrīnās kratonu vienības un mikrofosilijas — joprojām sniedz būtisku informāciju par to, kā mūsu planēta un dzīvība attīstījās no ļoti karstas, vulkāniskas un anaerobas pasaules uz nākamajiem attīstības posmiem.