Archean

Archean Kluczowe dane
Notacja chronostratygraficzna AR
Ocena FGR ar
Poziom Aeonotheme / Aeon

Stratygrafia

Zakres
Początek Koniec
4000  Ma 2500  Ma

Proterozoiczny hadean

Prekambryjski prekambryjski

Paleogeografia i klimat

Opis tego obrazu, również skomentowany poniżej Rekonstrukcja krajobrazu archeologicznego autorstwa Tima Bertelinka.

Wychodnie
Superion prekambryjski Kluczowe dane
Eon fanerozoiczny
P
r
e
c
a
m
b
r
i
e
n 		Eon
proterozoiczny
Archean aeon
aeon
hadean
(nie rozpoznano epoki )

Archaiku jest eon w geologicznej skali czasu , podzielona na cztery epok . Następuje po Hadeanie i poprzedza proterozoik , wszystkie trzy są zgrupowane razem pod terminem prekambryjskim (pierwsze 86 procent istnienia Ziemi). Jego pochodzenie, tradycyjnie umieszczane w -3,800  Ma , jest obecnie ustalona na poziomie -4,000  Ma przez Międzynarodowa Komisja Stratygrafii . Archeanin faktycznie zaczyna się wraz z pojawieniem się życia na Ziemi  : ten punkt wyjścia jest nieprecyzyjny i jest przedmiotem wielu badań specjalistów w dziedzinie początków życia , dlatego początek Archeanu pozostanie z pewnością konwencją jeszcze przez jakiś czas. Słowo to pochodzi od starożytnego greckiego Αρχή (Arkhe), co oznacza „początek, pochodzenie”.

Era Archeanu

Granice epok archeologicznych, z wyjątkiem jej podstawy, wyznaczają nie stratotypy, ale absolutne granice chronologiczne. Archean dzieli się na cztery epoki  :

Elementy wiedzy

Chociaż znanych jest kilka starszych fragmentów skał (datowanych na Hadean ), najwcześniejsze formacje skalne pochodzą z tego czasu. Formacje te znajdują się na Grenlandii , w kanadyjskiej tarczy , północno-zachodniej Australii , Brazylii i Afryce .

Na początku Archeanu energia cieplna dostarczana przez Słońce była o 25 do 30% mniejsza (niż w naszych czasach), ale strumień UV był prawdopodobnie filtrowany przez warstwę ozonową i mniejszą gęstość chmur ( aerozole z roślin i glonów są brakuje). Badania dotyczące pasmowego złoża żelaza pokazują, że atmosfera ziemska zawierała o wiele więcej gazów cieplarnianych niż obecnie (o stężeniu CO 2trzykrotnie wyższe) i pokazuje, że nie było powierzchni terenu (przy najwyższym albedo ); wszystko to utrzymywało temperaturę powyżej temperatury zamarzającej wody, co sprzyjało powstawaniu życia w warunkach środowiskowych .

Ponadto uważa się, że strumień ciepła z samej Ziemi był w tamtym czasie co najmniej trzykrotnie większy od aktualnej wartości i prawdopodobnie był jeszcze dwukrotnie większy na początku proterozoiku . Nadmiar ciepła mógł pochodzić z reszty ciepła uwolnionego podczas akrecji Ziemi, (a więc także) z ciepła wytwarzanego przez tworzenie rdzenia żelaznego i oczywiście, które jest wytwarzane przez rozpad radioaktywny różnych radioaktywnych izotopy. , takie jak uran  238, uran 235, tor  232, potas  40, występujące wówczas w większych ilościach niż obecnie (lub nawet kilkakrotnie liczniejsze w przypadku izotopów uranu 235 i potasu 40).

Skały tego eonu to skały metamorficzne lub skały magmowe , większość z nich to skały plutoniczne . Aktywność wulkaniczna była znacznie większa niż obecnie, z wielu gorących miejsc , szczelin, i nietypowych erupcji lawy, takich jak komatyt . Plutoniczne skały , pokłady i duże masy granitu do dioryt , z włamaniami skały ultrazasadowe w skałach maficznych, anortozytowego i monzonit dominują w cratons slash krystaliczną archaiku skorupę, które nadal istnieją.

Model tektoniki płyt Archeanu nie jest zgodny wśród geofizyków, model oferuje tektonikę znacznie różniącą się od dzisiejszej, z mniejszymi płytami i liczniejszymi skorupami oceanicznymi , które są szybko poddawane recyklingowi, ponieważ nie ma dużych kontynentów , prawdopodobnie są małe Protokontyny. norma. Te kontynentalne felsy powstają w gorących punktach, a nie w strefach subdukcji z różnych źródeł: zróżnicowanie skał mafijnych, które wytwarzają skały felsyczne, magma maficzna, która zmusza skały felsyczne do topienia się i powoduje topnienie skał felsycznych. Granityzacja skał pośrednich, częściowe topienie skał mafijnych. skała i metamorfizm skalistych osadów feliowych. Te fragmenty kontynentów mogłyby zniknąć, gdyby ich gęstość była zbyt duża, aby uniknąć ich zniszczenia w strefach subdukcji lub ich rozwarstwienia .

Innym wyjaśnieniem braku skał mających ponad 3,8 miliarda lat jest zderzenie Ziemi i dużej liczby meteorytów lub komet między 4,1 a 3,8 miliarda lat temu podczas wielkiego późnego bombardowania . Z wystarczająco dużych impaktorów były w stanie usunąć wszelkie ślady wcześniejszych skał.

Paleoklimat

Obecna jest woda w postaci płynnej, oceany prawdopodobnie skończyły się formować podczas Hadeanu . Atmosfera z archaiku pozornie zawiera niewiele lub nie wolnego tlenu . Ogólnie uważa się, że jest umiarkowanie redukujący ( dwutlenek węgla CO 2, Azot N 2 ). Starsze modele rozważały atmosferę silniej redukującą ( metan CH 4 , amoniak NH 3 ) i jest całkiem możliwe, biorąc pod uwagę najnowsze przygody paradoksu temperatura-ciśnienie ( patrz poniżej), że wrócimy do wysokiego stężenia metanu .

Od dawna wierzono, że ciśnienie atmosferyczne w Archeanie jest wysokie (kilka atm ). Jednak w 2012 r. Pomiar małych kraterów powstałych w wyniku uderzenia kropel deszczu na stary tuf o masie 2,7  Ga pokazuje, że ciśnienie wynosiło wówczas między 0,52 a 1,1  atm . W 2016 roku porównanie, w funkcji głębokości, objętości pęcherzyków uwięzionych w strumieniu lawy od 2,74 Ga, pozwoliło  ustalić ciśnienie nad przepływem na 0,23  ± 0,23  atm , a więc mniej niż 0,5  atm .

W Archaean temperatura jest wyższa niż obecnie: od 40 do 85  ° C według większości modeli, chociaż bardziej umiarkowana temperatura nie jest całkowicie wykluczona. Ta wysoka temperatura jest paradoksalna, ponieważ modele ewolucji gwiazd wskazują, że Słońce było o 25 do 30% mniej jasne niż obecnie. Różnica jest niewątpliwie kompensowana obecnością wydajniejszych gazów cieplarnianych (o wyższym ciśnieniu cząstkowym ) i / lub brakiem odblaskowych chmur (a więc niższym albedo ). Paradoks wydawał się łatwy do rozwiązania, dopóki presja archeologiczna była uważana za wysoką, ale ostatnie wyniki ponownie nasuwają pytanie.

Paleoekologia

Życia beztlenowy jest obecny i ewoluuje przez archaiku ( „archaiku Expansion”). Został zredukowany do jednokomórkowych form prokariotycznych. W tym okresie pojawiła się LUCA (dywergencja organizmów żywych w kierunku linii bakterii i archeonów ). Skamieniałości stromatolitu (wytwarzane przez mikrobiologiczne maty) zostały datowane na 3,5  Ga w Australii i 3,7  Ga na Grenlandii, ale ten ostatni wynik został unieważniony w 2018 roku. Znaleźliśmy również ślady obecności „ archeonów ” . Okres ten kończy się wraz z proterozoikiem, w którym pojawi się bardzo wiele nowych gatunków w atmosferze bogatszej w tlen.

Życie w tamtym czasie pozostawiło niewiele śladów (organizmy jednokomórkowe), ale ich odcisk DNA utrzymuje się we współczesnych organizmach: genetycy z Massachusetts Institute of Technology opublikowali w Nature w 2010 r. Swoje badanie genomu 100 gatunków i 4000 genów za pomocą metody matematycznej. model makroewolucji. Ekspansja Archean widzi pojawienie się 27% obecnych genów, w szczególności tych kodujących białka szlaku transportu błonowego dla elektronów, białek zaangażowanych w fotosyntezę i prowadzących do Wielkiego Utleniania na końcu Archeanu .

Uwagi i odniesienia

  1. (w) „  Archean Eon (Archeozoic)  ” w bazie danych GeoWhen .
  2. „  International Chronostratigraphic Chart v.2013 / 01  ” , International Commission on Stratigraphy ,Styczeń 2013(dostęp 19 grudnia 2016 ) .
  3. (w) Minik T. Rosing "Nie paradoks klimat pod słabym wcześnie Sun", Nature , n o  464, 9 kwietnia 2010, str.  744-747 .
  4. (w) Steven M. Stanley, Earth System History , Nowy Jork, WH Freeman and Company, 1999 ( ISBN  0-7167-2882-6 ) , str.  297-301 .
  5. Francois Savatier "  niskiego ciśnienia atmosferycznego w archaiku  " pour la nauki , N O  465lipiec 2016, s.  6-7.
  6. (w) SM Som, DC Catling, JP Harnmeijer PM Polivka i R. Buick, „  Gęstość powietrza 2,7 biliona lat temu ograniczona do mniej niż dwukrotnie współczesnego poziomu przez odciski kopalnych kropli deszczu  ” , Nature , vol.  484,19 kwietnia 2012, s.  359-362 ( DOI  10.1038 / nature10890 ).
  7. (w) Sanjoy Som Roger Buick, James W. Hagadorn Tim S. Blake, John Perreault, P. Jelte Harnmeijer i David C. Catling, „  Ciśnienie powietrza na Ziemi 2,7 biliona lat temu ograniczone do mniej niż połowy współczesnych poziomów  ” , Nature Geoscience , tom.  9,2016, s.  448–451 ( DOI  10.1038 / ngeo2713 ).
  8. (w :) James F. Kating i Tazwell Howard, „Skład atmosfery i klimat na wczesnej Ziemi” ( Archiwum • Wikiwix • Archive.is • Google • What to do? ) , Royal Society Journal , wrzesień 2006.
  9. (w) J. Van Kranendonk, P. Philippot, Lepot K., S. & F. Bodorkos Pirajno, „Geologiczne ustawienie najstarszych skamieniałości Ziemi w 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, Clark RL Friend, Martin J. Van Kranendonk & Allan R. Chivas, „Gwałtowne pojawienie się życia pokazane przez odkrycie struktur mikrobiologicznych sprzed 3,700 do 1 000 000 lat”, „ Nature , lot. 537, List, 22 września 2016 r., Doi: 10.1038 / nature19355, [1] .
  11. .
  12. (w) Lawrence A. David i Eric J. Alm , „  Rapid ewolucyjna innowacja podczas archaańskiej ekspansji genetycznej  ” , Nature ,2010( DOI  10.1038 / nature09649 ).

Zobacz też

Bibliografia

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne


Kalendarium eonów, epok, systemów w historii Ziemi .