Archean

Archean Klíčové údaje
Chronostratigrafická notace AR
Hodnocení FGR ar
Úroveň Aeonotheme / Aeon

Stratigrafie

Rozsah
Start Konec
4 000  Ma 2 500  Ma

Proterozoický Hadean

Precambrian Precambrian

Paleogeografie a klima

Popis tohoto obrázku, také komentován níže Rekonstrukce archeanské krajiny Timem Bertelinkem.

Výchozy
Precambrian superion Klíčové údaje
Phanerozoic aeon
P
r
e
c
a
m
b
r
i
e
n 		Proterozoický aeon
Archean aeon
aeon
hadean
(žádná doba nebyla rozpoznána)

Archean je Aeon v geologickém časovém horizontu , rozdělil do čtyř ér . Sleduje Hadeana a předchází prvohory , přičemž všechny tři jsou seskupeny pod termín Precambrian (prvních 86 procent existence Země). Jeho původ, tradičně umístěna -3,800  Ma , je dnes stanovena na -4,000  Ma podle Mezinárodní komise pro Stratigraphy . Archean ve skutečnosti začíná určitým vzhledem života na Zemi  : protože tento výchozí bod je nepřesný a je předmětem mnoha výzkumů odborníků na počátky života , počátek archeanu nepochybně ještě nějakou dobu zůstane konvencí. Slovo pochází ze starořeckého Αρχή (Arkhē), což znamená „počátek, původ“.

Éra archeana

Hranice archeanských epoch, s výjimkou její základny, nejsou definovány stratotypy, ale absolutními chronologickými hranicemi. Archean se rozpadá na čtyři epochy  :

Prvky znalostí

Přestože je známo několik starších fragmentů hornin (datovaných Hadejem ), nejstarší skalní útvary pocházejí z této doby. Tyto formace se nacházejí v Grónsku , Kanadském štítu , severozápadní Austrálii , Brazílii a Africe .

Na začátku Archeanu byla tepelná energie dodávaná Sluncem o 25 až 30% nižší (než v naší době), ale UV tok byl pravděpodobně filtrován ozonovou vrstvou a méně oblaky. Hustý ( aerosoly z rostlin a řas jsou chybí). Studie o ložisku pruhovaného železa ukazuje, že zemská atmosféra obsahovala mnohem více skleníkových plynů než dnes (s koncentrací CO 2třikrát vyšší) a ukazuje, že prakticky neexistovaly nově vzniklé země (na nejvyšším albedu ); to vše udržovalo teplotu nad teplotou mrznoucí vody, díky čemuž byly podmínky prostředí příznivé pro vznik života .

Kromě toho se předpokládá, že tepelný tok ze samotné Země byl v té době nejméně třikrát vyšší než současná hodnota a na počátku prvohory byl pravděpodobně stále dvojnásobný . Přebytečné teplo mohlo pocházet ze zbytku tepla uvolněného během narůstání Země (tedy také) z tepla produkovaného tvorbou železného jádra a samozřejmě z tepla produkovaného radioaktivním rozpadem různých radioaktivních látek izotopy. jako je uran  238, uran 235, thorium  232, draslík  40, které jsou potom přítomny ve větším množství než v současnosti (nebo dokonce několikrát hojněji u izotopů uran 235 a draslík 40).

Horniny tohoto věku jsou metamorfované horniny nebo magmatické horniny , většina z nich jsou plutonické horniny . Sopečná činnost byla podstatně vyšší než dnes, s mnoha horkých míst , rozpory, a neobvyklé lávy erupce jako komatiite . Plutonitů , strata a velké masy žuly až diorite , z průniků ultramafická hornina v bazických hornin, anorthosite a monzonite převládají v cratons lomítko krystalickou Archean kůru, která dnes stále existují.

Model deskové tektoniky Archeana není konsensem mezi geofyziky, model nabízí tektonickou podstatně odlišnou od té dnešní, s menšími deskami a rychlejší recyklací početnější a oceánské kůry , neexistují žádné velké kontinenty , pravděpodobně protoprokontinenti normou. Tyto felsické kontinenty se tvoří spíše v hotspotech než v subdukčních zónách z různých zdrojů: diferenciace mafických hornin, které produkují felsické horniny, mafické magma, které nutí felsickou horninu tavit se a tavit felsickou horninu. skála a metamorfóza skalních felsických sedimentů. Tyto fragmenty kontinentů mohly zmizet, pokud by jejich hustota byla příliš vysoká, aby nedošlo k jejich zničení v subdukčních zónách nebo jejich delaminaci .

Další vysvětlení nepřítomnosti hornin starších než 3,8 miliardy let je dáno kolizí Země a velkého počtu meteoritů nebo komet mezi 4,1 až 3,8 miliardami let před velkým pozdním bombardováním . Z dostatečně velkých nárazových těles dokázaly zmizet všechny stopy dřívějších hornin.

Paleoklima

Voda v kapalné formě je přítomna, oceány se pravděpodobně formovaly během Hadeanu . Atmosféra v Archean zřejmě obsahuje malý nebo žádný volný kyslík . Obecně se považuje za mírně snižující ( oxid uhličitý CO 2, Dusík N 2 ). Starší modely uvažovaly o silněji redukující atmosféře ( metan CH 4 , amoniak NH 3 ) a je docela možné, vzhledem k nejnovějším dobrodružstvím paradoxu teplotního tlaku ( viz níže), že se vrátíme k vysoké koncentraci metanu .

Dlouho se věřilo, že atmosférický tlak byl v Archeanu vysoký (několik atm ). Ale v roce 2012 měření malých kráterů generovaných dopadem dešťových kapek na starý tuf 2,7  Ga ukazuje, že tlak byl tehdy mezi 0,52 a 1,1  atm . A v roce 2016 srovnání jako funkce hloubky objemu bublin zachycených v proudu lávy z doby 2,74  Ga stanovilo tlak nad průtokem 0,23  ± 0,23  atm , tedy méně než 0,5  atm .

V Archeanu je teplota vyšší než dnes: 40 až 85  ° C podle většiny modelů, i když mírnější teplota není zcela vyloučena. Tato vysoká teplota je paradoxní, protože modely hvězdného vývoje naznačují, že Slunce bylo o 25 až 30% méně světelné než dnes. Rozdíl je nepochybně kompenzován přítomností efektivnějších skleníkových plynů (s vyšším parciálním tlakem ) a / nebo absencí reflexních mraků (tedy nižšího albeda ). Zdálo se, že paradox lze snadno vyřešit, pokud člověk považoval archeanský tlak za vysoký, ale nejnovější výsledky znovu vyvolávají otázku.

Paleoekologie

Život anaerobní je přítomen a vyvíjí se v průběhu Archean ( „Archean Expansion“). Bylo redukováno na jednobuněčné prokaryotické formy. Během tohoto období se objevila LUCA (divergence živých organismů k liniím bakterií a archea ). Fosílie stromatolitu (produkované mikrobiálními rohožemi) byly datovány na 3,5  Ga v Austrálii a 3,7  Ga v Grónsku, ale tento poslední výsledek byl zrušen v roce 2018. Zjistili jsme také stopy přítomnosti „ archaea “ . Toto období končí prvohorami, v nichž se v atmosféře bohatší na kyslík objeví velmi mnoho nových druhů.

Život v té době zanechal několik stop (jednobuněčné organismy), ale jejich otisk DNA v současných organismech přetrvává: genetici z Massachusetts Institute of Technology publikovali v Nature v roce 2010 svou studii o genomu 100 druhů a jejich 4 000 genů matematickou metodou model makroevoluce. Expanze Archean vidí 27% současných genů, zejména těch kódujících proteiny membránové transportní dráhy pro elektrony, proteiny zapojené do fotosyntézy a vedoucí k velké oxidaci na konci Archeanu .

Poznámky a odkazy

  1. (in) „  Archean Eon (Archeozoic)  “ v databázi GeoWhen .
  2. „  International Chronostratigraphic Chart v.2013 / 01  “ , o Mezinárodní komisi pro stratigrafii ,Leden 2013(zpřístupněno 19. prosince 2016 ) .
  3. (in) Minik T. Rosing, "No klima paradox pod slabým brzy slunce," Nature , n o  464, 9. dubna 2010, s.  744-747 .
  4. (in) Steven M. Stanley, Earth System History , New York, WH Freeman and Company, 1999 ( ISBN  0-7167-2882-6 ) , str.  297-301 .
  5. Francois Savatier , "  Nízký atmosférický tlak ve Archean  ", pour la vědy , n o  465,července 2016, str.  6-7.
  6. (in) SM Som, DC Catling, JP Harnmeijer PM Polivka a R. Buick, „  Hustota vzduchu před 2,7 biliony let omezena na méně než dvojnásobek moderní úrovně pomocí otisků fosilních dešťových kapek  “ , Nature , sv.  484,19. dubna 2012, str.  359-362 ( DOI  10.1038 / nature10890 ).
  7. (in) Sanjoy Som Pan Roger Buick, James W. Hagadorn Tim S. Blake, John Perreault, P. Jelte Harnmeijer a David C. Catling, „  tlak zemského vzduchu před 2,7 biliony let byl omezen na méně než polovinu moderní úrovně  “ , Nature Geoscience , sv.  9,2016, str.  448–451 ( DOI  10.1038 / ngeo2713 ).
  8. (in) James F. Kating a Tazwell Howard, „Atmosférické složení a klima na rané Zemi“ ( Archiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Co dělat? ) , Royal Society Journal , září 2006.
  9. (in) J. Van Kranendonk, P. Philippot, Lepot K., S. & F. Bodorkos Pirajno, „Geologické prostředí nejstarších fosilií Země v c. 3.5 Ga Dresser Formation, Pilbara craton, Western Australia ”, Precambr. Res. , N o  167, 2008, s. 93–124.
  10. (en) Allen P. Nutman, Vickie C. Bennett, přítel Clark RL, Martin J. Van Kranendonk a Allan R. Chivas, „Rychlý vznik života, který byl prokázán objevem 3 700 až 1 000 000 let starých mikrobiálních struktur,“ Příroda , let. 537, Letter, 22. září 2016, doi: 10,1038 / nature19355, [1] .
  11. .
  12. (in) Lawrence A. David a Eric J. Alm , „  Rychlá evoluční inovace během archaejské genetické expanze  “ , Nature ,2010( DOI  10.1038 / nature09649 ).

Podívejte se také

Bibliografie

Související články

externí odkazy


Časová osa věků, epoch, systémů v historii Země .