Paleoproterosoikum: stromatoliidid ja esimesed eukarüoodid (2500–1600 mln a)
Avasta Paleoproterosoiku: 2500–1600 mln a — stromatoliidid, tsüanobakterid ja esimesed eukarüoodid, superkontinentide ja settekivimite algus.
Paleoproterosoikum oli proterosoikumi eoni esimene ajastu. See järgnes arhea eoonile ja kestis 2500 kuni 1600 miljonit aastat tagasi (mya). Paleoproterosoikumis toimusid suured muutused Maa atmosfääris, kliimas, ookeanides ja maismaapinna tektoonikas, mis mõjutasid oluliselt elu arengut.
Keskkond ja kliima
Paleoproterosoikumisse jääb tuntud hapniku taseme järsk tõus ehk niinimetatud Great Oxidation Event (GOE), mis algas umbes 2,4–2,2 miljardi aasta eest. Selle tulemusena suurenes atmosfääri ja ookeanide oksüdatiivne potentsiaal, hakati moodustama punakaspruune kivimeid ehk red beds, ja muutusid keemilised tingimused, milles tekkisid või lakkasid tekkimast mitmed rauamaakid. GOE-ga seotud muutused seoti ka pikaajaliste ja intensiivsete jääaegadega, kõige tuntum neist on Huroniani glatsiaalperiood (umbes 2400–2100 miljonit a tagasi), mil laiadel aladel võis olla jäätumine.
Elustik: stromatoliidid ja varased eukarüoodid
Paleoproterosoikumis toodeti tsüanobakterite poolt tohutult stromatoliite, mis on kihilised bakterikolooniad ja olulised biomarkerid fotosünteesist tuleneva biomassimajanduse kohta. Stromatoliidid kujutasid endast olulist ökosüsteemi põhimoodulit pinnal ja rannikualadel ning nende aktiivne fotosüntees aitas atmosfäärile hapnikku lisada.
Fossiilides ilmusid ka esimesed ainuraksed eukarüootsed organismid — peamiselt üherakulised eluvormid, millel oli raku sisemine organellide hierarhia. Need uued organismid võimaldasid keerukamaid ainevahetus- ja toitainetekasutuse strateegiaid ning panid aluse hilisemale rakkude organiseeritusele ja mitmerakulisele elule.
Geoloogia ja tektoonika
Paleoproterosoikumis intensiivistus mandrite kokkupõrgete protsess, mis viis suuremate kontinentaarsete masside kasvu ja esimeste äratuntavate superkontinentide moodustumiseni. Esimene laiemalt märgatav superkontinent kasvas ja kujunes järk-järgult, kaasnedes ulatuslike orogeneeside ja mäestike tekiga. Samal ajal moodustusid suured settekogumikud ja basseinid, kus paljud kivimid jäid settekivimideks ega saanud oluliselt metamorfoositud, mistõttu on meil säilinud väärtuslikud pilte varajase Maa pinnavaatuse ja keskkonna kohta.
Tektoonilised protsessid ja ilmastiku-ökoloogilised muutused soodustasid ka oluliste mineraalide ja maardlate tekkimist, sealhulgas rauamaakide, vaske ning teatud tüüpi sulfiidide koondumist.
Tõendid ja tähtsündmused
- Isotopilised ja geokeemilised tõendid näitavad suuremaid muutusi süsiniku-, väävli- ja raua tsüklites, mis kinnitavad atmosfääri oksüdeerumise ja ookeanide keemilise ümberkujundamise protsesse.
- Fossiilijäägid, nagu stromatoliidid ja mikrofossiilid, annavad infot varaste mikroobsete ökosüsteemide ehitusest ja toimimisest.
- Tektoonilised häälestused ja orogeneesid märgivad mandrite kokkuliitumise faase ning annavad konteksti settekivimite ja maavarade levikule.
Paleoproterosoikum on seega üleminekuperiood, mille jooksul elu muutus nii biokeemiliselt kui ka ökoloogiliselt — tekkinud hapnikutaseme tõus ja uute eukarüootsete rakkude ilmnemine lõid aluse hilisemale bioloogilisele mitmekesistumisele ning praeguse tüüpi planeedi keemilistele tingimustele.
Paleoproterosoikumi stromatoliit Boliiviast, Lõuna-Ameerikast
Põhilised erinevused Maa füüsikas
Kuna Maa oli ainult poole vanem kui praegu, siis olid mõned põhilised erinevused tänapäevast. Maa sisemuses oli soojus suurem kui tänapäeval. See tulenes peamiselt radioaktiivsete isotoopide suuremast arvukusest, mis aja möödudes lagunevad.
Samuti oli temperatuur maapinnal kõrgem, mis oli tingitud Maa sisemusest lähtuvast kiirgusest ning metaanil ja süsinikdioksiidil põhinevast kasvuhoonekeskkonnast. Eelmisel eonil, arhailisel ajastul, olid ookeanid kuumad (55-85 °C). Seda tasakaalustas vaid osaliselt asjaolu, et Päikese kiirgus oli sel ajal väiksem.
Paleontoloogilised tõendid Maa pöörlemisajaloo kohta näitavad, et ~1,8 miljardit aastat tagasi oli aastas umbes 450 päeva, mis tähendab 20-tunniseid päevi. Veel kaugemal tagasi oli Maa päev umbes 17 tundi ja aastas oli 514±33 päeva. Maa-Kuu kaugus varaseima paleoproterosoikumi ajal oli 51,9±3,3 Maa raadiust (võrreldes praeguse 60,27 raadiusega).
Superkontinent
Ülemaailmne superkontinent (nimega Columbia või Nena) eksisteeris umbes 1,8-1,5 miljardit aastat tagasi paleoproterosoikumis.
Kliima
Selle ajastu jooksul olid kliimamuutused nii tõsised kui kunagi varem Maa ajaloos. Alates globaalsest kõrgest temperatuurist alguses oli kolm massiivset jääaega, kus jää tungis sügavale troopikasse.
Metaani vähenemine
On selgeid märke, et sel ajastul vähenes atmosfääri metaani sisaldus:
"Metaani kokkuvarisemine arhailise atmosfääri kunagisest kõrgest tasemest mängib tõenäoliselt suurt rolli, mitte ainult hapniku tekkimise ajaloos, vaid ka paleoproterosoikumi jääaegade tekkimises. Andmed viitavad sellele, et 2,4-2,3 miljardit aastat tagasi toimus "suur oksüdatsiooni sündmus", mille käigus Maa pinnakeskkond muutus põhjalikult ja pöördumatult".
Hapniku kogunemine
Tsüanobakterid tootsid hapnikku, kuid seda kasutasid peamiselt keemilised neeldajad. Need olid oksüdeerimata väävel ja raud. Umbes 2,3 miljardit aastat tagasi oli hapniku sisaldus tõenäoliselt vaid 1-2% praegusest tasemest. p323
Rauakivimoodustised, mis annavad suurema osa maailma rauamaagist, tekkisid hapniku poolt, mis moodustas rauaga ühendid; enamus kogunemine lõppes pärast 1,9 miljardit aastat tagasi. Punased kihid, mida värvib hematiit, viitavad õhuhapniku suurenemisele pärast 2 miljardit aastat tagasi; neid ei leidu vanemates kivimites. p324
Jääajaid
Oli kolm suurt jääaega, kus jää oli sügaval troopikas. Kahtlemata toimusid need atmosfääri kasvuhoonegaaside vähenemise ja hapnikutootmise suurenemise tagajärjel.
Teadlased nimetavad "mõistatuslikuks ~1 400 miljoni aasta pikkust ajavahemikku, kus ei ole tõestatud jääajaid, varase paleoproterosoikumi jääaja (2400-2200 mya) Põhja-Ameerikas, Lõuna-Aafrikas, Skandinaavias ja Austraalias ning neoproterosoikumi jääaja vahel, mis mõjutas kõiki mandreid 800-600 mya".
Meteoriidi löögid
Selle ajastu jooksul toimusid suured boliidide kokkupõrked, millest kaks põhjustasid suurimad kokkupõrkekraatrid Maal. Ajavahemikus 3,0 kuni 1,2 miljardit aastat tagasi on ka kolm väiksemat (võrdse või üle 30 kilomeetri läbimõõduga).
Hapniku hulk Maa atmosfääris. Ülemised punased ja alumised rohelised jooned näitavad hinnangute vahemikku. Etapid on ligikaudu järgmised: 1. etapp arhea eon, 2. etapp varajane paleoproterosoik, 3. etapp hilisem paleoproterosoik pluss mesoproterosoik, 4. etapp neoproterosoik ja 5. etapp fanerosoik.
Eukarüootide päritolu
Eukarüootse raku teke oli elu evolutsiooni verstapostiks, sest nende hulka kuuluvad kõik keerulised rakud ja peaaegu kõik mitmerakulised organismid. Selle sündmuste seeria ajastust on raske kindlaks teha; Knoll oletab, et need arenesid umbes 1,6-2,1 miljardit aastat tagasi. Mõned akritarhid on teada vähemalt 1650 miljoni aasta tagusest ajast ja võimalik vetikas Grypania on leitud juba 2100 miljonit aastat tagasi.
Otsige