Arhejs (Arhejiskais eons) — Zemes vēsture, ģeoloģija un pirmā dzīve
Arhejs — Zemes vecākais eons: vulkāniskie ieži, pirmās fosilijas, stromatolīti un cianobaktērijas. Uzzini par plākšņu tektoniku, atmosfēru un dzīves sākumu.
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.
Weano aiza Karijini nacionālajā parkā: tajā redzami spilgti sarkanie slāņi no Pilbāras dzelzs nesošajiem arheoloģiskajiem iežiem.
Saistītās lapas
- Dzīves laika grafiks
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir arhejas eons?
A: Arhejas eons ir ģeoloģiskais periods pēc hadeja un pirms proterozoja. Tas ilga no pirms 4000 miljoniem gadu (mya) līdz 2500 mya.
J: Kāda veida ieži ir sastopami arhejā?
A: Lielākā daļa no šī perioda saglabājušos iežu ir vulkāniskas (vulkāniskas) un metamorfiskas izcelsmes.
J: Vai šajā laika posmā pastāvēja plākšņu tektonika?
A: Jautājums par to, kad sākās plākšņu tektonika, ir nozīmīga pētniecības joma, taču iespējams, ka šajā laika periodā Zemes lielās siltuma plūsmas dēļ plākšņu tektonika varēja būt intensīvāka nekā mūsdienās.
J: Vai šajā laika posmā pastāvēja okeāni?
A: Jā, okeāni pastāvēja pirms arheoloģiskā eona sākuma.
J: Kas šajā laikā atradās Zemes atmosfērā?
A: Atmosfērā gandrīz pilnībā trūka brīvā skābekļa, tā vietā tajā pārsvarā bija metāns un CO2.
J: Kad uz Zemes pirmo reizi parādījās fosilās dzīvības formas?
A: Pirmās fosilās dzīvības formas uz Zemes parādījās arheona eona laikā - tās bija cianobaktērijas un akritarhi.
J: Kad Zemes atmosfērā sāka veidoties skābeklis?
A: Skābeklis Zemes atmosfērā sāka veidoties daudz vēlāk - tikai pēc 3500 mija, kad, izmantojot fotosintēzi un izdalot skābekli kā blakusproduktu, cianobaktērijas izveidoja fosilo baktēriju paklājus, ko sauc par stromatolītiem.
Meklēt