Paleoproterozojs: 2,5–1,6 miljardu gadu periods, stromatolīti un eikarioti

Paleoproterozojs (2,5–1,6 miljardu gadu): stromatolītu uzplaukums, pirmie eikarioti, superkontinentu veidošanās un nozīmīgi ģeoloģiskie pārmaiņu atklājumi.

Paleoproterozojs bija pirmais proterozoja eona posms. Tā iestājās pēc arheoloģiskā eona un ilga aptuveni no 2500 līdz 1600 miljoniem gadu (mya). Šis periods iezīmē pāreju no agrīnajiem, bieži augstas temperatūras un intensīvas metamorfozes apstākļiem uz salīdzinoši stabilāku Zemes litosfēru un atmosfēru, kas ļāva mainīties gan ģeoloģiskajiem procesiem, gan dzīvei.

Vides un atmosfēras izmaiņas

Paleoproterozojā notika viena no nozīmīgākajām Zemes atmosfēras pārmaiņām — oksidācijas līmeņa pieaugums, ko dēvē par Lielo skābekļa notikumu (Great Oxidation Event). Šī skābekļa palielināšanās (apmēram 2,4–2,0 Ga) radīja vairākus svarīgus efektus:

• oksidēšanās rezultātā jūras ūdeņos nogulsnējās plašas svītrainās dzelzs (banded iron) nogulsnes un samazinājās dzelzs šķīdība;
• izmaiņas gāzu sastāvā ietekmēja klimatiskos apstākļus — ir saistības starp skābekļa pieaugumu un ilgstošiem ledus laikmetiem (piem., Huronian ledus laikmets);
• skābekļa klātbūtne radīja jaunas ekoloģiskās nišas un spiedienu uz anaerobām baktērijām, kuru populācijas daļēji samazinājās vai pārorientējās.

Dzīve un fosilijas

Paleoproterozojā cianobaktērijas turpināja būt nozīmīgas — tās veidoja milzīgu stromatolītu skaitu. Stromatolīti ir strukturētas nogulsnes, kuras izveidojas, kad mikrobu (galvenokārt cianobaktēriju) bioplēves fiksē un saista smiltis un karbonātu daļiņas. Šie veidojumi atstāja plašu fosilāro liecību par senajām ekosistēmām.

Fosilajos izrakumos šajā laikā parādījās arī pirmie plašāk atzītie vienšūnas eikarioti. Ir ziņas par dažiem agrīniem eikariotu līdzīgajiem makroformām (piem., Grypania tipa atlieku interpretācijas) un par acritarch līdzīga tipa formas, kas var liecināt par sarežģītākām šūnu iekšējām struktūrām. Eikariotu rašanās bija fundamentāla — tie vēlāk deva pamatu daudzšūnu organismu attīstībai. Iespējamā mitohondriju endosimbioze arī tiek datēta uz šī laika vai nedaudz vēlāku periodu.

Ģeoloģiskās pārmaiņas un kontinentu veidošanās

Paleoproterozojā sākās plašāka kontinentāla litosfēras stabilizācija: veidojās lielāki kratonu bloki, samazinājās dažu reģionu intensīvā metamorfiskā pārveide, tādējādi saglabājot vairāk normālu nogulumu (sedimentārus iežus). Tā rezultātā geoloģiskais ieraksts kļuva informatīvāks par seno vidi un dzīvi.

Pirmais plaši atzītais superkontinents sāka veidoties Paleoproterozoja beigās — šo agrīno superkontinentu zinātnē bieži sauc par Nuna vai Columbia. Tā salikšanās un sadalīšanās radīja nozīmīgas orogēniskās aktivitātes (kalnu celšanos), magmatismu un plašu nogulumu depociju, kas atstāja pamanāmas liecības mūsdienu klintīs.

Kāpēc šis periods ir nozīmīgs?

Paleoproterozojs ir kritisks laiks Zemes vēsturē, jo tajā notika pāreja no lokāli ierobežotām, anaero-bās ekosistēmām uz globālāk ietekmētu, oksidētu vidi. Skābekļa parādīšanās atmosfērā, stromatolītu izplatība, agrīnie eikarioti un pirmās superkontinentu struktūras — visi šie procesi sagatavoja gruntij nākamajiem evolūcijas un ģeoloģijas posmiem. Paleoproterozoja izpēte palīdz saprast, kā planētas ķīmija, klimats un dzīve mijiedarbojās un attīstījās miljardu gadu skalā.

Piezīme: laika skalas un paleobioloģiskās interpretācijas dažkārt tiek atjaunotas ar jauniem datējumiem un atradumiem; daudzi konkrēti notikumi (piem., precīzs eikariotu izcelsmes laiks) joprojām ir aktīvu pētījumu priekšmets.

Pirmais superkontinents izauga, un daļa no iežiem bija normāli nogulumieži, nevis metamorfēti ieži.

Klimats

Šajā laikmetā klimata pārmaiņas bija tikpat spēcīgas kā jebkad Zemes vēsturē. Sākot no globāli augstas temperatūras, sākās trīs milzīgi ledus laikmeti, kad ledus iestājās dziļi tropos.

Metāna daudzuma samazināšanās

Ir skaidras norādes, ka šajā laikmetā atmosfērā samazinājās metāna daudzums:

"Iespējams, ka metāna sabrukumam no agrāk augsta līmeņa arheiskā perioda atmosfērā ir liela nozīme ne tikai skābekļa veidošanās vēsturē, bet arī paleoproterozoja ledus laikmetu rašanās vēsturē. Dati norāda, ka pirms 2,4-2,3 miljardiem gadu notika "Lielais oksidēšanās notikums", kura laikā Zemes virsmas vide būtiski un neatgriezeniski mainījās".

Skābekļa uzkrāšanās

Cianobaktērijas saražoja skābekli, bet to lielākoties izmantoja ķīmiskie sūcēji. Tie bija neoksidēts sērs un dzelzs. Līdz aptuveni pirms 2,3 miljardiem gadu skābekļa līmenis, iespējams, bija tikai 1-2 % no pašreizējā. . ^p323

Pārklājuma dzelzs veidojumi, kas nodrošina lielāko daļu pasaules dzelzs rūdas, veidojās, skābeklim veidojot savienojumus ar dzelzi; lielākā daļa no tiem pārstāja uzkrāties pirms 1,9 miljardiem gadu. Sarkanie slāņi, ko iekrāso hematīts, liecina par atmosfēras skābekļa daudzuma palielināšanos pēc 2 miljardiem gadu atpakaļ; vecākos iežos tie nav sastopami.^p324 .

Ledus laikmeti

Bija trīs lieli ledus laikmeti, un ledus iestājās dziļi tropos. Neapšaubāmi, tie notika, jo atmosfērā samazinājās siltumnīcefekta gāzu daudzums un palielinājās skābekļa ražošana.

Pētnieki to dēvē par "mulsinošu ~ 1400 miljonu gadu intervālu bez apstiprināta apledojuma starp agrīnajiem paleoproteoroza ledājiem, kas Ziemeļamerikā, Dienvidāfrikā, Skandināvijā un Austrālijā sākās 2400-2200 mlj. gadu mijā, un neoproteoroza ledājiem, kas 800-600 mlj. gadu mijā skāra visus kontinentus".

Meteorīta triecieni

Šajā laikmetā notika lieli bolīdu triecieni, no kuriem divi izraisīja lielākos trieciena krāterus uz Zemes. Laika joslā no 3,0 līdz 1,2 miljardiem gadu atpakaļ ir arī trīs mazāki (vienāds vai lielāks par 30 km diametrs).

Skābekļa daudzums Zemes atmosfērā. Augšējā sarkanā un apakšējā zaļā līnija norāda aplēšu diapazonu. Posmi ir aptuveni šādi: 1. posms - arhejas eons, 2. posms - agrīnais paleoproteiterozojais, 3. posms - vēlais paleoproteiterozojais plus mezoproteiterozojais, 4. posms - neoproteiterozojais, 5. posms - fanerozojais.

Meklēt pēc burta