Eoarhea — Arheani 1. geoloogiline ajastu (4,0–3,6 miljardit aastat tagasi)

Eoarhea (eoarhea) on arhea 1. geoloogiline ajastu, mis algas 4 miljardit aastat tagasi ja lõppes 3,6 miljardit aastat tagasi. Enne seda oli Hadean Sellele järgneb paleoarhea.

Eoarhea on geoloogia varaseim periood pärast maakoorte tahkumist. Elu abiootiline teke (abioogenees) on dateeritud ajavahemikku 4 kuni 3,6 miljardit aastat tagasi, mil atmosfäärirõhu väärtused ulatusid umbes 100 kuni 10 baarini.

Geoloogilised tunnused

Eoarhea iseloomustas aktiivne vulkanism, kõrge maa sisemine soojusvoog ja varajaste kivimikomplekside — eriti greenstone-vööndite ja TTG (tonaliit‑trondhjemiit‑granodioriidi) massiivide — teke. Paljud tänapäeval tuntud vanimad kivimid (näiteks Isua graniidid ja teised varased arktooskorpusid) pärinevad sellest ajast või vahetult sellest järgnevast perioodist. Eoarheas hakkasid tekkima esimesed stabiilsemad maa‑plaaditaolised moodustised ehk protokontinendid, kuigi tektoniiline aktiivsus oli intensiivsem ja plaatidevektorid võisid erineda hilisematest plaattektoonika mudelitest.

Atmosfäär ja ookeanid

Ajastu algusaegadel oli Maa atmosfäär suuremalt jaolt redutseeriv — vabas hapnikus vaene ja rikkalikult CO2, CH4, H2 ning N2. Temperatuur ja atmosfäärirõhk on rekonstrueerimisele alluvad ning hinnangud varieeruvad: mõned mudelid näitavad oluliselt tihedamat atmosfääri kui praegu, teised eelistavad mõõdukaid väärtusi. Oluline on rõhutada, et täpsed näitajad (näiteks teksti alguses toodud 100–10 baari) on väga ebakindlad ja sõltuvad eeldustest ning meetoditest.

Varased ookeanid võisid olla happelisema ja mineraaliderikkamad kui tänapäevased mered; intensiivne vulkaaniline sissevool ja hüdrotermilised süsteemid muutsid keemilist koosseisu ning aitasid luua tingimusi orgaaniliste ühendite jaotuseks ja konsentratsiooniks.

Elu teke ja varajane bioloogia

Kuigi elu täpne tekkekoht ja -aeg on endiselt vaidluse objekt, viitavad mitmed tõendid sellele, et biokeemilised protsessid ja varajane elutegevus olid võimalikud juba Eoarhea lõpus või isegi varem. Mõned tähtsad punktid:

• Isotoopilised signaalid: δ13C lämmastiku ja süsiniku isotoopiaandmed mõnes väga vanas kivimis viitavad bioloogilisele süsiniku eraldumisele ~3,8–3,5 miljardit aastat tagasi, kuid need tulemused on tihti vastuolulised ja tõlgendused ei ole ühemõttelised.
• Fossiilse materjali kahtlused: pilbara ja mõnede teiste paikade ~3,5 miljardiaastased stromatoliidilaadsed moodustised võivad olla elutegevuse jäljed; siiski on alati vaja eristada bioloogilist ja abioloogilist päritolu.
• Võimalikud elupaigad: hüdrotermilised ventiilid ja kuumavee allikad, kaldalised veekogud ja muda – need kõik on peetud elule soodsateks kohtadeks, kus abiotsed orgaanilised protsessid võivad üle minna isereguleeruvaid biokeemilisi ahelikke toetavaks elu vormiks.

Meetodid ja tõendid

Ajastu ja selle sündmuste dateerimiseks kasutatakse peamiselt radiomeetrilist dateerimist (nt U–Pb tsirkoni vanus määramine), geokeemilisi signatuure ning kivimite tektoonilist ja mineraloogilist analüüsi. Varasemad 4+ miljardiaastased tsirkonid (nt Jack Hills) annavad teavet Maapinna varasema ajaloo ja kriitiliste protsesside kohta, ka kui need tsirkonid on pärit vanematest, osaliselt kokku lagunenud kividest.

Tähtsus ja teadusuuringud

Eoarhea on võtmetähtsusega periood Maa ajaloos, sest just sel ajal hakkasid kujunema tingimused, mis lõpuks võimaldasid bioloogilist evolutsiooni. Leitud tõendid maakoore stabiliseerumisest, ookeanide ja atmosfääri keemilisest koostisest ning varajastest biogeokeemilistest lõimedest annavad aluse mõistmaks, kuidas tekivad esimesed ökosüsteemid ja millised keskkonnatingimused need toetasid.

Paljud küsimused jäävad siiski avatud: millal ja kus täpselt elu tekkis, kui suured olid atmosfääripinge ja globaalsed temperatuuri tingimused ning kuidas toimis varajane plaattektoonika. Uued kivimileidud, täpsemad geokeemilised meetodid ja laborikatsetused abiotsestkeemiate reprodutseerimiseks aitavad järk‑järguliselt neid küsimusi lahendada.

Küsimused ja vastused

K: Mis on Eoarhaeus?

K: Milline ajastu eelnes eoarhailisele ajastule?

K: Milline ajastu järgnes eoarhaeele?

K: Mille poolest on eoarhea tuntud?

K: Millal on dateeritud elu abiootiline teke?

K: Milline oli atmosfäärirõhu vahemik abiogeneesi ajaaknas?

K: Mida tähendab abiogenees?

Otsing