Fra jordens opprinnelse til for 570 millioner år siden.
Den prekambriske epoken varte fra jorden ble dannet til de første flercellede organismene dukket opp for rundt 570 millioner år siden. Alderen til de eldste bergartene vi kjenner til er bare 3,9 milliarder år, så vi vet ubetydelig lite om ungdommen på planeten vår. Dessuten har selv disse bergartene gjennomgått så store transformasjoner over milliarder av år at de kan fortelle oss lite om noe.
For rundt 2,5 milliarder år siden ble hele det terrestriske landet tilsynelatende forent til ett enormt superkontinent, som senere delte seg i flere.
Ved slutten av den prekambriske epoken slo kontinentene seg sammen igjen og dannet et nytt superkontinent. Alle disse forstyrrelsene på land og til havs ble ledsaget av storslåtte klimatiske endringer. Under prekambrium opplevde verden minst tre istider. Den eldste begynte for rundt 2,3 milliarder år siden. Den mest grandiose isbreen i hele planetens historie skjedde for mellom 1 milliard og 600 millioner år siden.
Jordens tidlige atmosfære inneholdt ikke oksygen. Den besto hovedsakelig av metan- og ammoniakkgasser, mindre mengder hydrogensulfid, vanndamp, nitrogen og hydrogen, samt karbonmonoksid og -dioksid. Men med fremveksten av liv på jorden endret bildet seg dramatisk.
De første cellene. Metan og andre gasser som finnes i jordens primitive atmosfære, oppløst i vannet i hav, innsjøer og sølepytter, og danner en kompleks kjemisk "buljong" (1). Laboratorieforsøk har vist at under påvirkning av et lynutladning i en slik "buljong" begynner det å skje kjemiske reaksjoner og det dannes mer komplekse kjemiske forbindelser, svært lik de som finnes i levende celler (2). Til slutt fikk noen av de organiske forbindelsene evnen til å reprodusere seg selv, det vil si at de begynte å lage kopier av seg selv (3). Fettkuler var også inneholdt i samme "buljong" (4). Når vinden rørte kraftig i "buljongen", kunne noen komplekse forbindelser komme inn i disse fettkulene (5) og forbli der "låst inne". Over tid utviklet disse hybridstrukturene seg til levende celler omgitt av en fettmembran.
Saken om livet.
Alle levende ting inneholder et visst sett med spesielle kjemiske forbindelser.
Cellen består hovedsakelig av proteiner eller av stoffene som syntetiseres av dem. Alle proteiner som finnes i levende materie er dannet av tråder av spesielle kjemikalier - aminosyrer. Celler inneholder også et annet kjemikalie, ATP, som brukes til å lagre energi.
Programmet for å lage nye celler - og til og med nye dyr eller planter - eksisterer som en spesiell kjemisk kode inneholdt i et langt molekyl kalt DNA. Hver art av levende organismer har sin egen spesielle type DNA. Alle disse stoffene - proteiner, ATP og DNA - inneholder karbon, det vil si at de er organiske forbindelser. Men hvordan oppsto de første organiske stoffene?
Livet setter eksperimenter
Gassene som dannet jordens tidlige atmosfære løste seg gradvis opp i verdenshavet, og en slags «varm suppe» av kjemiske forbindelser oppsto i den. Siden det ikke var oksygen i atmosfæren, var det ikke noe ozonlag (ozon er en type oksygen) som kunne beskytte jordoverflaten mot skadelig ultrafiolett solstråling.
På 20-tallet. Det 20. århundre Den russiske vitenskapsmannen Alexander Oparin og den engelske vitenskapsmannen John Haldane la frem en hypotese om at denne strålingen i mange millioner år,
sammen med lynutladninger, skapte flere og mer komplekse kjemiske forbindelser i den kjemiske "buljongen", helt til det endelig oppsto en organisk forbindelse - DNA, i stand til å reprodusere seg selv.
På 50-tallet. Det 20. århundre Den amerikanske kjemikeren Stanley Miller bestemte seg for å teste denne hypotesen. Han blandet metan og ammoniakk over overflaten av varmt vann og førte en elektrisk strøm gjennom dem, noe som skapte noe som lyn. Miller gjentok dette eksperimentet mange ganger, og endret sammensetningen av gassblandingen og temperaturregime. I flere tilfeller fant han at etter bare 24 timer var omtrent halvparten av karbonet i metanet omdannet til organiske forbindelser som aminosyrer. Derfor kan vi konkludere med at med tilstrekkelig tid og passende sammensetning av gassblandingen, kan mer komplekse kjemiske forbindelser også dannes på samme måte, kanskje til og med de som er en del av DNA.
De første levende cellene
Den kjemiske "buljongen" i det primitive havet ble tykkere, og det ble dannet flere og flere nye forbindelser i den. Noen av dem dannet tynne sammenhengende filmer på overflaten av vannet - som en oljefilm som ble sølt på havet. Vannet ble blandet for eksempel under en storm, og filmen ble revet i separate sfæriske formasjoner, lik oljekuler. Inne i dem var det separate kjemiske forbindelser som begynte å ligne ekte levende celler. Så snart DNA-molekylene ble dannet i "buljongen" og befant seg, sammen med andre stoffer, inne i et slikt skall, markerte det begynnelsen på livet på jorden.
De første cellene lignet på mange måter moderne bakterier. De produserte den nødvendige energien ved å spalte uorganiske forbindelser. Celler kunne trekke ut karbon fra metan, samt fra karbonmonoksid og karbondioksid oppløst i vann.
Fra hydrogensulfid og andre forbindelser som inneholder det, ekstraherte de hydrogen. Alle disse elementene i cellen ble brukt til å reprodusere ny levende materie. Lignende bakterier finnes nå rundt varme mineralkilder og aktive vulkaner.
Primitive former for bakterier og cyanider (blågrønnalger) finnes fortsatt i overflod i varme mineralkilder. Noen av dem bruker mineraler fra disse kildene som «råmateriale» for fotosyntese.
Forskere tror at livet kunne ha oppstått i et lignende miljø. Nederst på bildet, hvis du ser nøye etter, kan du skille mellom to personer på stien nær kilden.
Å temme solenergien.
Det nest viktigste stadiet i evolusjonsprosessen er temming av solenergi med levende materie. I stedet for å utvinne energi fra uorganiske forbindelser, begynte cellene å bruke direkte energien fra sollys.
Dette markerte begynnelsen på fotosyntesen, en spesiell prosess der planter syntetiserer næringsstoffer bruke energien fra sollys. Og i stedet for å trekke ut hydrogenet de trenger fra stoffer som hydrogensulfid, lærte de å utvinne det fra et mye mer vanlig stoff – vann.
Fotosyntese: et stort sprang i evolusjonen
Planter, alger og enkelte typer bakterier "fanger" sollys ved hjelp av fargede kjemiske forbindelser som finnes i celler - de såkalte pigmentene. De bruker denne lysenergien til å syntetisere alle de organiske forbindelsene de trenger for vekst og reproduksjon. Denne prosessen kalles fotosyntese, som betyr «skaping ved hjelp av lys». For å lage komplekse forbindelser, som sukrose eller proteiner som finnes i levende celler, fra enkle kjemikalier, som vann eller karbondioksid, må du bruke en viss mengde energi. Det er mye som å bygge en vegg: For å løfte murstein til toppen av veggen og fikse dem på plass, trenger du energi. I fotosyntesen kommer denne energien fra sollys. Karbondioksid (som inneholder karbon og oksygen) og vann (som består av hydrogen og oksygen) gir karbon, oksygen og hydrogen. Sukrose og andre organiske forbindelser produsert under fotosyntesen syntetiseres fra dem. I dette tilfellet forbrukes ikke alt oksygen, noe av det slippes ut i atmosfæren.
For å fange solens stråler produserte disse nye fotosyntetiske cellene pigmenter, fargede stoffer som er i stand til å absorbere lys. Fram til den tid var livet på jorden kjedelig og fargeløst. Nå begynte hun å leke med flerfargen av nye farger. Fra nå av er ikke lenger levende organismer knyttet til steder med spesielt energikrevende stoffer: Vann og sollys er blitt mye rimeligere energikilder.
De nye fotosyntesemaskinene levde hovedsakelig i mineralkilder og varme kystvann i havet, hvor det var grunt nok til at sollys nådde dem, men samtidig dypt nok til å beskytte dem mot de skadelige effektene av ultrafiolett stråling. Noen av cellene fortsatte å frigjøre hydrogen fra hydrogensulfid; deres etterkommere finnes fortsatt nær varme mineralkilder.
Levende stromatolitter i Shark Bay, Australia. Siden fotosyntese skjer i stromatolitter, trekker de ut karbondioksid oppløst i det fra vann. I dette tilfellet frigjøres kalsiumkarbonat (kalk) fra løsningen. Det klebrige slimet som produseres av stromatolitter fanger opp bittesmå kalkpartikler, og til slutt dannes det lag med kalkstein.
Snittbilde av en fossil stromatolitt som viser lag av kalkstein og cyanobakterier.
Stromatolittenes tid.
Noen av de tidligste fotosyntetiske organismene som har kommet ned til oss i fossil form er stromatolitter (se også s. 34). Disse merkelige strukturene ser ved første øyekast ut til å være sammensatt av mange kalksteinsringer adskilt av tynne koniske lag. Faktisk ble de dannet av primitive organismer som ligner på de enkleste cyanoacteria, som noen ganger kalles blågrønne alger. Stromatolitter ble preget av et utrolig utvalg av former og størrelser. Noen var runde som poteter, andre var kjegleformede, andre var høye og tynne eller til og med forgrenede.
Fossiliserte stromatolitter finnes over hele verden. Mange steder danner de enorme rev, som ofte stiger opp fra havbunnen hundrevis av meter gjennom klart vann, som moderne korallrev i tropene. De eldste fossile stromatolittene ble funnet i Vest-Australia, i bergarter 2,8 milliarder år gamle. Uidentifiserte strukturer, som ifølge forskere også kan være fossiliserte stromatolitter, finnes imidlertid selv i bergarter som er minst 3,5 milliarder år gamle. Levende stromatolitter lever på jorden i dag. De, som sine fjerne forfedre, foretrekker varmt grunt vann. Imidlertid er det nåværende spekteret av stromatolitter bare begrenset til de stedene der det er få dyr som lever av dem.
røde avleiringer
Noen av de eldste fossilene, inkludert mange stromatolitter, forekommer i bergarter som kalles skifer, noe som ikke er typisk for sedimentære bergarter fra senere tidsepoker. Dette forvirret geologer i lang tid, helt til de endelig innså at dannelsen av slike lag er assosiert med den vitale aktiviteten til stromatolitter. Gradvis økte konsentrasjonen av oksygen i havene, og han begynte å gå inn i kjemiske reaksjoner med jern oppløst i vann. formet
con" med sitt eget skall - de såkalte organellene. Hvert rom hadde et spesielt indre miljø, så ulike prosesser fant nå sted i forskjellige deler av cellen. Nå begynte kjemiske reaksjoner i cellene å forløpe mye mer effektivt. DNA - et stoff som inneholder den genetiske koden - ble bestilt inn i spesielle kromosomstrukturer Forskere tror disse nye cellene ble dannet når aerobe celler invaderte andre celler, kanskje for å beskytte seg mot nye "rovdyr" celler, mens de nye cellene delte energi og produserte kjemikalier med hverandre.
forbindelser av jern og oksygen - de såkalte jernoksidene. De kunne ikke løse seg opp i vann og la seg til bunnen sammen med andre sedimenter.
For omtrent 2,2 milliarder år siden begynte også sedimentære bergarter av en ny type, de såkalte rødfargede avsetningene, å dannes på land. Disse bergartene inneholdt en stor mengde jernoksider, som ga dem en rødlig nyanse av rustfarge. "Så på den tiden dukket det opp oksygen i atmosfæren. Alt jernet i havet var allerede bundet, og overflødig oksygen kom inn i atmosfæren i form av gass.
forgiftet av oksygen
Gjennom prekambrium økte konsentrasjonen av oksygen i jordens atmosfære konstant. Dette brakte imidlertid ikke noe godt til mange levende organismer på den tiden. For dem var det ensbetydende med massiv atmosfærisk forurensning. Tross alt oppsto de første levende organismene i et oksygenfritt miljø, og oksygen viste seg å være en dødelig gift for dem. Mange arter forsvant fra jordens overflate - dette var den første store utryddelsen i historien. Evolusjonsveiene er virkelig uutgrunnelige: i dag kan vi ikke forestille oss liv uten oksygen, og for de første levende organismene var oksygen i atmosfæren dødelig.
Til syvende og sist produserte evolusjonen celler i stand til ikke bare
leve i et oksygenmiljø, men også gjøre det til din fordel. Tross alt kan noen forbindelser dannet under fotosyntesen deles ved hjelp av oksygen, og energien som frigjøres i dette tilfellet kan brukes til å lage en rekke nye forbindelser. I de fleste levende celler fortsetter respirasjonsprosessen fortsatt på denne måten. Forskere kaller det aerob pusting ("aerob" betyr "bruke luft"). Under denne prosessen frigjøres mye mer energi enn i noen andre biologiske nedbrytningsprosesser som skjer uten deltagelse av oksygen. Noen "pustende" celler har til og med fått evnen til å absorbere andre celler ved å bruke dem som mat.
De aller første cellene, de såkalte prokaryotene (til venstre), var ekstremt primitive. Alle kjemikaliene de inneholdt, inkludert DNA med den genetiske koden, ble blandet og spredt utover cellen. Senere eukaryote celler (til høyre) hadde små indre rom med egen membran. De inneholdt kjemikalier for visse reaksjoner, og hver av dem hadde akkurat det miljøet som er nødvendig for det raskeste forløpet av denne reaksjonen. DNA ble konsentrert i kromosomer plassert inne i cellekjernen, omgitt av en kjernekonvolutt. Kjernen kontrollerte hele cellens levetid.
Setter scenen for evolusjon.
Oksygen samlet seg i atmosfæren, og der begynte ozonlaget å dannes, som absorberte den skadelige ultrafiolette strålingen fra solen. Nå har livet vært i stand til å bevege seg nærmere overflaten av havene og til og med trenge inn i de våte kystområdene i landet. Cyanobakterier ble også mer og mer komplekse. De begynte å gruppere seg i klumper og tynne tråder. Likevel tok de nye aerobe oksygenpustende cellene gradvis over.
Variabilitet er livets katalysator
Enda viktigere, nye celler begynte å formere seg på en helt annen måte. I stedet for bare å dele seg i to og danne to andre celler - eksakte kopier av den forrige, begynte disse nye cellene å gjøre noe rart. To celler slo seg sammen til én, byttet ut noe av DNA-et sitt, og delte seg deretter igjen i to eller flere nye celler. Dette kalles seksuell reproduksjon. De nye cellene hadde nå blandet DNA fra begge foreldrene. Seksuell reproduksjon førte til en kraftig økning i variasjonen mellom celler, som igjen ga en kraftig drivkraft til evolusjonsprosessen.
Første store utryddelse
Sen prekambrium var preget av grandiose naturkatastrofer. De ble ledsaget av en rekke vulkanutbrudd, jordskjelv og fjellbyggingsprosesser. En enorm mengde vulkansk aske kastet ut i atmosfæren førte til en avkjøling av klimaet; enorme landmasser beveget seg mot polen, og gigantiske isdekker spredte seg over hele kloden.
I løpet av denne perioden ble mange arter av eldgamle organismer utryddet. Til slutt begynte isen å smelte, havnivået steg gradvis, og vannet flommet over kystområdene på kontinentene. For skapninger som levde på grunt vann åpnet nye, ennå ikke okkuperte land seg opp med ubegrensede muligheter for å lede en spesialisert livsstil. På dette tidspunktet nådde langt mindre av den farlige ultrafiolette strålingen fra solen jordoverflaten enn før, fordi den ikke kunne overvinne det fortykkede ozonlaget. I tillegg var det nå mer oksygen i atmosfæren, noe som passet den nye generasjonen av levende organismer ganske bra.
I dag lever et stort utvalg av de mest forskjellige encellede organismene i de øvre lagene av havene. Mange av dem må være veldig like de som bebodde havene i den prekambriske tiden. Over: Her er det mikroskopiske, glassaktige skjelettet til radiolarier, encellede dyr med lange tynne vedheng dekket med klebrig slim, som de fanget byttet med - bittesmå organismer. Nederst: Kalkholdige flerkammerforaminiferiske skjell er viktige ledefossiler. Disse skjellene danner grunnlaget for noen typer kalkstein. I likhet med radiolarier hadde encellede foraminifer lange klebrige vedheng for å fange byttedyr.
Mysteriet om flercellede organismer.
Ingen vet egentlig nøyaktig hvordan de første flercellede dyrene oppsto. Kanskje, på et tidspunkt, sluttet de delte cellene å skille seg fullstendig fra hverandre. Eller tvert imot, forskjellige celler begynte å forene seg og organisere seg. Ved første øyekast virker dette utrolig, men ikke skynd deg med konklusjoner. I 1907 gjennomførte biologen H. J. Wilson en serie eksperimenter med svamper. Han kuttet den røde svampen i små biter og begynte å føre dem gjennom en spesiell innretning for å skille cellene fra hverandre - helt til han til slutt fikk et rødt bunnfall i en karaffel med vann. Til hans store overraskelse ble cellene igjen gruppert i en enkelt helhet i løpet av få timer. Så begynte de gradvis å selvorganisere seg til en ny svamp, og dannet kamre, kanaler og forgrenede tubuli. En uke senere var svampen så god som ny. Kanskje det var slik de første flercellede dyrene ble dannet.
Nå er det så merkelige skapninger som slimsopp, eller myxomyceter. De ser ut som fargerike klumper av slim som kryper langs bakken eller langs barken på trær. En type slimmugg, den cellulære slimmuggen, tilbringer mesteparten av livet som individuelle celler, og svermer i jorden, hvor de lever av bakterier. Men når tilgangen på mat tørker opp, produserer hver celle et spesielt stoff som tiltrekker seg andre slimmuggceller. Millioner av disse cellene kommer sammen og danner en enorm cellemasse som ligner mye på en flercellet organisme. Denne massen beveger seg og reagerer på lys og kjemikalier som et enkelt dyr. Til syvende og sist vises slimsoppen i form av en fruktkropp, på mange måter lik sporangium av en sopp. Den har et høyt ben med et beskyttende ytre skall, og en sporesekk er plassert på toppen.
Merker i silt
Disse tidlige myke dyrene hadde liten sjanse til å bli bevart som et fossil. De satte imidlertid sine spor, eller mer presist, avtrykk i steinene. Gropene som myke dyr fikk mat fra, kroppsavtrykk og merker i tykkelsen av silt, der de hvilte, ble funnet i bergarter som er 700 millioner år gamle eller mer. Men i forekomster, opp til de hvis alder er 640 millioner år, er slike spor ekstremt sjeldne. I denne perioden hadde isisen til det sene prekambrium nettopp kommet til en slutt, og betingelsene for en ny grandiose evolusjonær eksplosjon hadde dannet seg.
Ett vesen eller mange organismer? Som svar på et kjemisk "signal" kommer millioner av amøbe-lignende slimmuggceller sammen for å danne en bevegelig film som til slutt frigjør langstilkede sporekapsler, omtrent som protozoasopper.
Dyr Ediacaran.
I en avsidesliggende del av Sør-Australia, i Ediacaran-fjellene, er det eldgamle sedimentære bergarter på grunt vann og kyst, som er 640 millioner år gamle. Mange fossile rester av dyr fra den prekambriske epoken er bevart her. Minst 30 forskjellige slekter av flercellede organismer er funnet i disse bergartene; det bør bemerkes at lignende samlinger av fossiler finnes i bergarter av samme alder mange steder rundt om på kloden.
Ediacaran-dyr levde hovedsakelig på havbunnen. De matet inn et lag med organisk materiale (detritus) som dekket bunnslammet dannet av restene av mange encellede organismer som bodde i vannsøylen over dem. Flatorm og annelids svømte over bunnen eller krøp blant sedimentene. De hadde ingen steder å skynde seg, fordi det var svært få rovdyr (dyr som lever av andre dyr).
Havfjær steg opp fra havbunnen som en slags fjærlignende blomster, og filtrerte forsiktig vannet på jakt etter mat. Rørormene lå blant bunnsedimentene og beveget tentaklene sine i det detritusfylte vannet. Primitive pigghuder, slektninger til moderne sjøstjerner og kråkeboller, tilbrakte hele livet i et tykt lag med silt. Det var også mange store, flate pannekakeformede dyr; Disse manetlignende skapningene ser også ut til å ha levd på den gjørmete bunnen. Og over dem i sjøvannet fløt sakte ekte maneter.
Fremtidens varsler
I Ediacaran-avsetningene er det mange fossiliserte avtrykk av myke dyr som en gang krøp langs havbunnen. Noen steder ble parede V-formede merker innprentet i gjørmen, som ligner på riper etter par små ben. Kanskje dette er spor etter primitive leddyr, eller leddyr, de fjerne forfedrene til fossile trilobitter, så vel som moderne insekter - edderkopper og skorpioner. Det er sant at de faste restene av disse dyrene ennå ikke er funnet: tilsynelatende har de ennå ikke fått et hardt skall.
Alle Ediacaran-dyrene var myke. Mange varianter av maneter bodde der (1). Dixonia (2) og spriggins (3) var flate, ormlignende skapninger. Spriggin hadde mange små svømmeplater langs sidene, som moderne marine ormer. Kanskje dette dyret er stamfaren til trilobitter. Charniodisk (4), rank" (5) og pteridinium, bladformede sjøfjær var kolonier av bittesmå hydra-lignende dyr som filtrerte matpartikler fra vannet. Men tribrachidium (7) er et fullstendig mysterium for oss. Det hadde et Y -formet sentral en munn med bustlignende prosesser, muligens stamfaren til moderne pigghuder.
Prekambrium står for det meste av jordens geologiske historie - omtrent 3,8 milliarder år. Samtidig er kronologien utviklet mye dårligere enn fanerozoikum som fulgte den. Grunnen til dette er at organiske rester i prekambriske forekomster er ekstremt sjeldne, noe som er et av kjennetegnene til disse eldgamle geologiske formasjonene. Derfor er den paleontologiske studiemetoden ikke anvendelig for de prekambriske lagene.
Intensiv studie av den geologiske historien til prekambrium begynte på slutten av 1900-tallet, på grunn av bruken av kraftige metoder for isotopgeokronologi.
Den stratigrafiske inndelingen av prekambrium har vært gjenstand for mye debatt. Det er generelt delt inn i vendisk, proterozoisk og arkeisk. På 90-tallet vedtok Stratigraphic Commission en enhetlig prekambrisk tidsskala, men det forårsaker mye kontrovers.
Prekambriske bergarter kommer til jordoverflaten på krystallinske skjold og danner grunnlaget for plattformene. Svært ofte har de gjennomgått flere stadier av alvorlig deformasjon, metamorfose, smelteinntrenging og delvis smelting. Å tyde slike hendelser er en skremmende oppgave, og prekambrisk geologi anses av spesialister for å være et av de mest komplekse områdene innen geologi.
Organisk verden fra den arkeiske tiden
Organiske rester er nesten ikke-eksisterende i arkeiske forekomster, men det følger ikke av dette at dyr og planter ikke eksisterte i det hele tatt i arkeisk tid. Det antas at det i det arkeiske området, i det minste på slutten, levde encellede og kanskje flercellede organismer på kloden som ikke hadde et mineralskjelett som kunne bevares i fossil tilstand den dag i dag.
Den organiske verden fra proterozetiden
Organiske rester er mye mer vanlig i proterozoiske avsetninger enn i arkeiske. De er representert av kalkholdige sekresjoner av blågrønne alger, kiselholdige og kalkholdige skjeletter av radiolarer og foraminiferer, svampspikler, ormpassasjer, rester av coelenterates og leddyr, og primitive brachiopod-skjell. I tillegg til kalkalger er ansamlinger av grafitt-karbonholdig materiale dannet som følge av nedbrytning blant de eldste planterester. Corycium enigmaticum. Filamentøse alger, soppfilamenter og former som ligner på moderne kokolitoforer er funnet i kiselskiferen i jernmalmformasjonen i Canada. Jernholdige bakterier er funnet i jernholdige kvartsitter i Nord-Amerika og Sibir.
Strukturen og sammensetningen av prekambrium
Wikimedia Foundation. 2010 .
Se hva den "prekambriske perioden" er i andre ordbøker:
App. 1. forhold med substantiv. Prekambrium assosiert med det 2. Eget for prekambrium, karakteristisk for det. 3. Dannet under den prekambriske perioden. Forklarende ordbok til Ephraim. T. F. Efremova. 2000... Moderne forklarende ordbok for det russiske språket Efremova
En del av verden Europa ... Wikipedia
Som vi allerede har påpekt, er systemet av levende vesener uløselig forbundet med deres fylogeni. Dette er to sider av det samme fenomenet: systemet er en statisk tilstand i den moderne dyreverdenen, fylogenetikk gir en ide om prosessen ... ... Biologisk leksikon
Til tross for at svært lite er kjent om disse fjerne tider, kommer mange av de fantastiske skapningene som bebodde jorden i den epoken til liv i de dyktige hendene til paleontologer og biologer.
Av skapningene er det selvsagt ingen skjeletter bevart. Mest fordi dyr faktisk ikke hadde noen skjeletter på den tiden. I kambrium skaffet de seg likevel et beinskall og begynnelsen av en notokord, men på grunn av tidenes foreskriving skal man ikke regne med deres sikkerhet. All informasjon om dyrene fra den vendiske perioden (prekambrium, eller, som det også kalles, Ediacaran, som varte fra ca. 635 til 541 ± 1 million år siden) og kambrium (som begynte for ca. 541,0 ± 1 million år siden og endte for 485,4 ± 1,9 millioner år siden) mottar forskere ved fingeravtrykk.
En av hovedkildene til disse trykkene i dag er Burgess Shale, som ligger i Canada.
Dette myke dyret fra den vendianske perioden hadde et solid halvmåneformet hode, lik et trilobittskjold, samt en lang kropp, som besto av identiske segmenter og ligner kroppen til polychaete-ormer.
Et annet Ediacaran-dyr, minner ganske sterkt om den nevnte kvisten. Et karakteristisk trekk ved mange vendianske organismer er at segmentene av kroppene deres, så å si er forskjøvet i forhold til hverandre (dickinsonia, charnia, etc.) i strid med alle lovene for bilateral symmetri (speilrefleksjonssymmetri, der objektet har ett symmetriplan, i forhold til hvilket de to halvdelene er speilet symmetriske; bilateral symmetri inkluderer kroppene til mennesker og de fleste moderne dyr - NS). Dette faktum forvirrer forskere, siden det tidligere ble antatt at vendianske dyr var forfedrene til annelidene. I dag stilles det spørsmål ved denne ideen, noe som er svært forvirrende for forskere som prøver å spore opprinnelsen til en art fra en annen.
En annen "innbygger" i den vendiske perioden er dikinsonia
Ediacaran-dyr - iranere (vist i blått), nedenfor - trestrålealbumare
Men denne skapningen fra den kambriske perioden virket så fantastisk for paleontologer at det for et sekund virket for dem som om de så hallusinasjoner. Derav navnet. Tross alt, å dømme etter de overlevende avtrykkene til dette dyret, er det logisk å anta at det i stedet for ben hadde pigger (og to eller tre i ett segment), og det var en rekke en slags myke prosesser på ryggen! Dette er neppe mulig fra et biologisk vitenskapelig synspunkt. Heldigvis ble det senere funnet klarere avtrykk, som viser at hallusigenien rett og slett ble snudd på hodet, og den andre raden med dens myke ben ble ikke reflektert i trykket. Så hallusinasjonen så slik ut:
Et ormelignende dyr av kambrium. Muligens matet på svamper, siden restene hennes ofte finnes sammen med rester av svamper.
En representant for en ny generasjon flercellede organismer, en slekt av fossile, myke, skjellete dyr. Det antas at Viwaxia levde fra slutten av det nedre kambrium til det midtre kambrium.
Primitive akkordater, bare rundt 5 cm lange, hadde kanskje en av de første ryggradene i historien. I løpet av millioner av år vil denne enkle strukturen bli til en ryggrad, uten hvilken vi ikke ville kunne stå eller gå. Forresten, utseendet til skjelettet som sådan, samt mer perfekte øyne, er en av de viktigste faktorene som karakteriserer den kambriske eksplosjonen.
En annen viktig representant for kambrium og påfølgende geologiske epoker. Dette er en utdødd klasse av marine leddyr. Kanskje en av de mest tallrike og mest iherdige arter av skapninger som noen gang har levd på jorden. Trilobitter var ikke veldig pene og lignet moderne trelus, bare mye hardere og større - kroppslengden deres kunne nå 90 cm. Til dags dato er mer enn 10 tusen fossile arter av trilobittklassen kjent.
Fra den antikke greske klassen Dinocarida (Dinocarida), som anomalocaris tilhører, er oversatt som "uvanlig" eller "forferdelig" reker. Sannsynligvis det mest fantastiske dyret i de kambriske hav. Anomalocaris, et rovdyr av slekten fossile leddyr, ble ikke funnet umiddelbart - først oppdaget de delene og trakk hendene over et så fantastisk dyr i lang tid. Så avtrykket av tannmunnen til anomalocaris ble ansett som en merkelig manet med et hull i midten. Lemmene han tok tak i offeret med var reker. Bildet ble klarere da et fullstendig avtrykk av dyret ble funnet.
Anomalocaris levde i havet, svømte ved hjelp av fleksible sideblader. De er blant de største organismene kjent fra kambriske avsetninger. Lengden på kroppen deres kunne nå 60 cm, og noen ganger 2 m.
Ikke mindre fantastiske skapninger som ligner på anomalocaris. I likhet med Anomalocaris er de alle representanter for den utdødde klassen av dinokarider. Men i stedet for å gripe prosesser - "reker", har opabinia en sammenleggbar snabel og fem øyne.
Marella ser ut som et monster fra skrekkfilmer, og Hurdia victoria var et av de største rovdyrene i den kambriske perioden, og nådde en lengde på 20 cm. Munnen til disse skapningene var innrammet av 32 plater med to eller tre tenner hver.
Generelt, som allerede skrevet et sted, ville prekambrium være perfekt for ølelskere på grunn av overflod av snacks for det. Som alltid var det ikke alle som skjønte vitsen og begynte å kreve ferske trilobitter i barer
I Ediacaran (635-541 millioner år siden) besto livet på jorden hovedsakelig av encellede bakterier og alger, men etter den kambriske perioden begynte flercellede organismer og dyr å dominere. Kambrium var den første perioden (542-252 millioner år siden), som varte i omtrent 57 millioner år, og deretter ble erstattet av , og perioder. I disse periodene, så vel som i påfølgende epoker, dominerte virveldyr, som opprinnelig utviklet seg under kambrium.
Klima og geografi
Ikke mye er kjent om det globale klimaet under den kambriske perioden, men uvanlig høye nivåer av karbondioksid i atmosfæren (omtrent 15 ganger høyere enn i dag) gjorde at gjennomsnittstemperaturen kunne overstige 50 ° C. Omtrent 85 % av jorden var dekket med vann (sammenlignet med 70 % i dag), var det meste av dette området okkupert av de enorme havene Panthalassa og Iapetus; gjennomsnittstemperaturen til disse enorme havene kunne variere fra 38 til 43 ° C. Ved slutten av Kambrium, for 485 millioner år siden, var hoveddelen av planetens land konsentrert om det sørlige kontinentet Gondwana, som bare nylig hadde brutt bort fra enda større Pannotia i den foregående proterozoiske eonen.
Sjøliv
Virvelløse dyr
Den viktigste evolusjonære begivenheten til Kambrium var den "kambriske eksplosjonen" - et fenomen som innebar en dramatisk endring i kroppene til virvelløse organismer. Denne prosessen tok titalls millioner år.
Opabinia
Av en eller annen grunn så kambrium noen virkelig bisarre skapninger dukke opp, inkludert femøyde opabinii, spiny hallucigenia og store anomalocaris (som var noen av datidens største dyr).
Vivaxia
De fleste av disse etterlot seg ikke en eneste levende etterkommer. Dette førte til spekulasjoner om hva som kunne ha skjedd i påfølgende geologiske epoker hvis for eksempel en "fremmed" wivaxia hadde utviklet seg.
Imidlertid var slike lyse representanter for virvelløse dyr langt fra de eneste livsformene i havet. Den kambriske perioden markerte den verdensomspennende utbredelsen av tidlig plankton, så vel som trilobitter, ormer, bittesmå bløtdyr og små protozoer. Faktisk tillot overfloden av disse organismene Anomalocaris og andre dyr å blomstre; disse større virvelløse dyrene var på toppen og brukte all sin tid på å spise på de mindre virvelløse dyrene som var i nærheten av dem.
Virveldyr
Den kambriske perioden markerte utseendet til de tidligste identifiserte proto-vertebrate organismene, inkludert Pikaya og litt mer avanserte. Myllokunmingia og Haikouichthys. Disse tre slektene anses å være de aller første forhistoriske fiskene, selv om det fortsatt er en mulighet for at tidligere kandidater fra slutten av proterozoikum vil bli funnet.
Grønnsaksverden
Det er fortsatt en viss kontrovers om hvorvidt noen sanne planter eksisterte under den kambriske perioden. I så fall var de sammensatt av mikroskopiske alger og lav (som ikke har noen tendens til å fossilisere seg). Det er kjent at makroskopiske planter som tang ennå ikke hadde utviklet seg i løpet av den kambriske perioden, noe som fremgår av et bemerkelsesverdig gap i fossilregisteret.
Begrepet "prekambrium" er veldig praktisk ved at det dekker hele perioden av jordens geologiske historie fra det tidspunktet da geologiske prosesser begynte å skje på den, og til begynnelsen av kambrium. Denne tidsperioden er estimert ulikt i ulike kilder, men avvikene er små. Begynnelsen av prekambrium er omtrent 4,0 milliarder år, slutten er 570 millioner år. Noen ganger ble prekambrium kalt azoe ("livløst"), kryptozoe ("skjult liv"), og understreket med disse navnene fraværet av liv eller utviklingen av bare de enkleste formene for organismer i den prekambriske epoken. Det er nå fastslått at begge disse navnene viser seg å være feil, siden de lavere biologiske formene dukket opp nesten samtidig med de eldste manifestasjonene av sedimentasjon, og i sen prekambrium, i tillegg til de lavere, eksisterte relativt høyt organiserte former. . I prinsippet kan den biostratigrafiske metoden brukes på Riphean og Vendianske forekomster (med dens mer avanserte utvikling). Dette ble forenklet av tallrike funn av stromatolitter i Riphean-avsetningene og ikke-skjelettfauna av Ediacaran-typen i Vendien. Dermed kan den sene proterozoikum ikke lenger tilskrives kryptozoikum, siden livet der eksisterte i en eksplisitt, og ikke skjult, mikroskopisk form.
Den prekambriske tidsperioden er 7/8 av jordens historie. På denne tiden ble liv født, jordskorpen ble radikalt forvandlet og dens hovedstrukturer ble lagt, de fleste mineralressursene (over 60%) ble dannet. Prekambrium er imidlertid relativt dårlig studert, og det er objektive årsaker til dette. Poenget er først og fremst i den sterke dislokasjonen av prekambriske bergarter og den høye graden av deres metamorfose.
Hovedtypen for metamorfose i prekambrium er regional og forekommer ved høye temperaturer og trykk. I de fleste tilfeller observeres følgende mønster: jo eldre bergartene er, desto sterkere blir de metamorfosert. De eldste bergartene er så sterkt metamorfosert at det er svært vanskelig, og noen ganger umulig, å fastslå fra hvilke bergarter - sedimentære eller magmatiske - de har oppstått. Prosessene med metasomatisme og granitisering, utbredt i prekambriske formasjoner, førte til dannelsen av migmatitter - særegne bergarter med en båndet tekstur, og til og med fullført metasomatisk behandling av de opprinnelige bergartene og deres transformasjon til granitter. Disse prosessene foregikk som regel med intensiv tilstrømning og fjerning av elementer og forbindelser ved hjelp av varme damp-vannløsninger. Migmatitter og granitter utgjør enorme granitt-gneisfelt.
Annen kjennetegn Prekambriske bergarter - deres sterke dislokasjon, tilstedeværelsen av komplekse folder av mange ordrer. Blant de prekambriske formasjonene, i henhold til tektonikkens natur, kan en rekke strukturelle stadier skilles ut, noe som indikerer manifestasjonen i prekambrium av en rekke foldingsepoker. Forskere må tåle den omtrentlige og unøyaktige inndelingen og korrelasjonen av prekambriske formasjoner i henhold til graden av metamorfose, dybden av magmatisk og tektonisk prosessering og de petrografiske egenskapene til bergarter, siden det er umulig å fullt ut anvende den biostratigrafiske metoden på Prekambrium. Radiologiske metoder har også store begrensninger knyttet til en sterk forvrengning av datering under påvirkning av de sekundære endringene nevnt ovenfor, som «forynger» de eldste bergartene. Den mest egnede for å dele prekambrium er den geohistoriske metoden som brukes i forbindelse med den radiogeokronologiske metoden.
Det særegne ved forholdene i prekambrium førte til dannelsen av bergarter som bare var karakteristiske for denne tiden. Et eksempel er jaspilitter - jernholdige kvartsitter, bestående av striper, hovedsakelig sammensatt av kvartsitt og hematitt (eller magnetitt). Jaspilitter er hovedsakelig begrenset til de proterozoiske lagene; de ble dannet med deltakelse av mikroorganismer.
Prekambrium er delt inn i store stratigrafiske enheter, grensene mellom disse faller sammen med manifestasjoner av diastrofisme. Den mest generelle inndelingen av prekambrium ble utført på slutten av 1800-tallet. I 1872 kalte den amerikanske geologen J. Dan de eldste formasjonene Archean (gresk archeos - eldgamle). Men med funnene av restene av bakterier og cyanobionter, kan archaea også kalles archaeosa (gresk archeos - eldgamle, zoe - liv). Den siste terminen tilhører også J. Dan. E. Emmons og D. Walcott i 1888 pekte ut den øvre delen av disse eldste lagene, som inneholdt restene av: den vitale aktiviteten til organismer, under navnet Proterozoic (gresk: proteros - primær, zoe - liv).
Disse underavdelingene eksisterte lenge i rangeringen av epoker (grupper), men etter at deres betydelig lengre varighet (omtrent 2 milliarder år hver) ble avslørt sammenlignet med fanerozoikums epoker, var det nødvendig å introdusere nye, større geokroner (stratoner). ). I den nåværende stratigrafiske koden (1992) har arkeisk og proterozoikum rangeringen av akroner (akrotems), hver delt inn i to soner - tidlig og sent, som i den stratigrafiske skalaen tilsvarer eonotems - nedre og øvre. De nedre og øvre arkeiske eotemene har ikke flere underavdelinger i den internasjonale stratigrafiske skalaen, og den nedre proterozoikum er delt inn i to erathems - nedre og øvre. I Russland kalles de Nedre Karelia og Øvre Karelia, siden de mest representative og godt studerte delene av Proterozoic ligger i Karelia. Den øvre proterozoikum er delt inn i Riphean og Vendian. Rangeringen til Riphean er ikke helt klar, og vendianen er en periode (system). Riphean er delt inn i tre epoker (epoker): Lower Riphean, Middle Riphean og Upper Riphean.
Livet oppsto i tidlig arkeisk og var opprinnelig representert av prokaryoter - encellede organismer som ikke har en kjerne. Disse inkluderer bakterier og cyanobionter (blågrønnalger). Sistnevnte spilte en avgjørende rolle i dannelsen av en oksygenatmosfære. Som M. Rutten (1973) påpeker, kan ikke innholdet av oksygen produsert på en uorganisk måte stige over 0,001 pG av dagens innhold i atmosfæren. Dette er det såkalte "Yuuri-nivået". Fotosyntese av klorofyllholdige cyanobioner for rundt 3 milliarder år siden ble så utbredt at oksygeninnholdet i atmosfæren vokste raskere enn tapet under oksidasjonen av mineraler i jordskorpen. Dermed ble Yuris nivå overvunnet. Men en slik atmosfære anses fortsatt som oksygenfri. Oksygenatmosfæren må inneholde minst 0,01 av det nåværende oksygennivået, tatt som 1 (eller minst 1%). Dette er "Pasteur-nivået". Ved Middle Riphean (1,3 milliarder år siden) dukket de første soppene og algene opp. I begynnelsen av den sene Riphean (ca. 1 milliard år siden) dukket eukaryoter opp i en veldig merkbar mengde - encellede og flercellede organismer, hvis celler inneholder en kjerne. Den vendiske perioden er tidspunktet for masseopptreden av skjelettdyr - en særegen fauna av Ediacaran-typen.
Gjennom den arkeiske Akron var jordskorpen overalt veldig mobil og gjennomtrengelig. Det var ingen differensiering i plattformer og geosynkliner. Først på slutten av det tidlige arkeiske området nærmet regimet seg det geosynklinale. Arkeiske bergarter eldre enn 2,8 Ga er preget av grunnleggende og ultrabasisk vulkanisme og granitisering. På den tiden var jordskorpen overalt i eugeosynklinale forhold (pangeosynklinalt stadium, ifølge V.V. Belousov). De arkeiske lagene danner ofte granitt-gneis-kupler - avrundede eller langstrakte strukturer, sammensatt av granitter i kjernen, og granitt-gneiser, migmatitter og krystallinske skifer langs periferien. Dannelsen av slike strukturer er assosiert med den plastiske strømmen av materie.
I prekambrium skilles det fra flere store stadier av geologisk utvikling, atskilt av globale diastrofiske sykluser (foldingsepoker, tektogenese) av første orden, som fant sted 3750-3500 (samisk), 2800-2600 (Kenoran eller Hvitehavet) , 2000-1900 (karelsk), - 1000 (Grenville) og 680-650 (katangian eller baikal) for millioner år siden. I tillegg skilles diastrofiske sykluser av andre og lavere orden, som vil bli diskutert nedenfor.
Som et resultat av den samiske tektogenesen ble det dannet omfattende foldede ovaler, sammensatt av komplekser av "grå gneiser", d.v.s. for det meste plagiogneisser av tonalittisk, trondhjemitt og granodioritisk komposisjon, som ligger til grunn for bergartene i arkeiske belter i grønnstein.
Kenoran-folding, som manifesterte seg for 2,8 milliarder år siden i Sør-Afrika, førte til dannelsen her av det eldste relativt stive området på planeten - protoplattformen. Den belomoriske foldingen, som manifesterte seg omtrent samtidig, forårsaket også utryddelsen av det protogeosynklinale regimet i noen områder og deres transformasjon til protoplattformer (Anabar-massivet, Aldan-skjoldet, etc.). Senere epoker med tektogenese førte til en økning i området for protoplattformer. Fra slutten av det arkeiske hav (2,8 milliarder år siden) kan man altså snakke om et protoplattformstadium i utviklingen av jordskorpen. Protogeosynclines (forutgående geosynclines) eksisterte mellom protoplattformer, der de samme forholdene rådde som i pangeosynclines.
Den karelske foldingen på slutten av det tidlige proterozoikum fullførte en ny syklus med geosynklinal sedimentasjon. En av konsekvensene var at det geosynklinale regimet visnet bort over store områder, dannelsen av de første store stabile blokkene - epikareliske plattformer, som ble resultatet av sammenslåingen av protoplattformer etter konsolideringen av protogeosynklinene som ligger mellom dem. Innenfor disse territoriene begynte dannelsen av et typisk plattformdeksel.
Ved slutten av det tidlige proterozoikum (fullføring av den karelske foldingen), dannet den østeuropeiske plattformen seg i en betydelig del av Øst- og Nord-Europa, den sibirske plattformen i det meste av Sentral-Sibir, og de kinesisk-koreanske og tarim-plattformene i nordlige Kina og den koreanske halvøya, i det sørlige Kina - Sør-Kina-plattformen, i det meste av Hindustan-halvøya - den indiske plattformen, i de sentrale og vestlige delene av Australia - den australske plattformen. I Afrika og på den arabiske halvøy skiller de nordafrikanske, sørafrikanske og arabiske plattformene seg ut, i det meste av Nord-Amerika – den nordamerikanske plattformen. To plattformer er planlagt for det meste av Sør-Amerika. Nesten hele Antarktis, med unntak av den vestlige delen, er okkupert av den antarktiske plattformen. Sammen med plattformene var det geosynkliner og geosynklinale belter som skilte de epikarelske plattformene fra hverandre og skilte seg fra protogeosinklinalene i lineære strukturer.
Baikal-foldingen som skjedde på slutten av Riphean og i Vendian førte til den endelige konsolideringen av de gamle plattformene. Siden prekambrium har det vært nordamerikanske, østeuropeiske, sibirske, kinesiske, søramerikanske, afro-arabiske, indiske, australske og antarktiske plattformer. Det antas at de fem siste sørlige plattformene i paleozoikum utgjorde Gondwana-superplattformen.
Hele tiden etter Baikal-foldingen kan kalles tiden for plattformer og geosynkliner. Geosynklinale forhold rådde innenfor følgende områder. Mellom de østeuropeiske, sibirske og kinesiske plattformene var det ural-mongolske mobile (geosynklinale) beltet. Mellom de nordamerikanske og østeuropeiske plattformene kan den Grampian geosynklinale regionen i det nordatlantiske mobile beltet spores, den nordamerikanske plattformen ble avgrenset fra nord av Innuit geosynclinal region, fra sørøst av Appalachian geosyncline i det samme beltet. Rundt hele kystdelen av Stillehavet var det et enormt stillehavsmobilbelte med to grener - Vest- og Øst-Stillehavets geosynklinale regioner. Mellom Gondwana og plattformene på den nordlige halvkule var det et sublatitudinalt middelhavsbelte.
Blant de prekambriske formasjonene skiller litologisk-stratigrafiske komplekser seg ut - assosiasjoner av bergarter som er preget av litologisk originalitet, som tilsvarer et stort stadium i den geologiske utviklingen av territoriet og okkuperer en viss stratigrafisk posisjon, atskilt fra tilstøtende komplekser langs seksjonen av strukturelle eller betydelig stratigrafisk uoverensstemmelse. Komplekset er den største enheten i den lokale stratigrafiske skalaen; den kombinerer en rekke serier eller suiter og har sitt eget navn, avledet fra navnet på stratotypelokaliteten, eller den mest typiske serien som er inkludert i den. Ved hjelp av komplekser får store stratigrafiske enheter av prekambrium i rangeringen av eonotems og erathems en mer fraksjonert underinndeling.
I det nedre arkeiske området, i henhold til dataene til L.I. Salop (1982), skilles følgende litologisk-stratigrafiske komplekser ut (fra bunn til topp): Iengrsky, Ungrinsky, Fedorovsky, Sutamsky, Slyudyansky, Isuansky (Isua-serien). I Upper Archaean skilles komplekser ut: komatiite, Kivatinsky, Timiskamingsky, Modis.
Det nedre karelske erathem inkluderer seks litostratigrafiske komplekser (fra bunn til topp): Dominion-Reef (Tungud-Nadvoitsky), Witwatersrand, Nedre Yatulian, Upper Yatulian (Animikian), Ladoga (Transvaalian), Vepsian. I det øvre karelske erathem, som i yngre formasjoner, skilles ikke litostratigrafiske komplekser.
Prekambriske formasjoner er ekstremt rike på mineraler. Mer enn 70 % av reservene av jern og krom er konsentrert i prekambrium; 70 % gull, uran, nikkel; over 60 % kobber og mangan; 100 % ekstraksjon av muskovitt og flogopitt. Denne omstendigheten bestemmer den viktige praktiske betydningen av å studere prekambrium.
ARCHEAN AKRON (ARCHEAN AKROTEMA) - AR
Den arkeiske Akron varte i over 1,5 milliarder år, selv om dens eksakte varighet er ukjent og den nedre grensen ikke er etablert. Den er betinget bestemt av alderen til de eldste bergartene og kan avta etter hvert som nye data innhentes, selv om denne alderen, som nå nærmer seg 4,2 milliarder år, sannsynligvis ikke vil endre seg vesentlig. Arkeiske bergarter er sporet på skjoldene til eldgamle plattformer. Alderen til bergarter i Isua-serien på Grønland er estimert til 3.760-4.000 Ma (magnetittkvartsitter, tonalitter). Granulitt-gneisene og charnockittene i Kan-komplekset i Sør-Yenisei-hevingen av den sibirske plattformen er 4100 Ma gamle. Ifølge australske geologer ved den internasjonale geologiske kongressen i Moskva i 1984, gneiser av Yilgarn-skjoldet. Den australske plattformen har en alder på 4.100-4.200 milliarder år. Den øvre aldersgrensen for Archean Acron er på nivået 2.500-2.600 Ma.
I henhold til den prekambriske stratigrafiske skalaen som ble adoptert i Russland (tabell 1, farge inkl.), del den arkeiske delen i to deler i rangeringen av eonotems - nedre og øvre arkeiske, som tilsvarer de tidlige og sene arkeiske sonene.
EARLY ARCHEAN EON (LOWER ARCHEAN EONOTEM) - AR,
generelle egenskaper
Aldersgrensen mellom de tidlige og sene arkeiske sonene er trukket på nivået 3.150 Ma. De eldste formasjonene kalles noen ganger "katarhei" (fra gresk kata - nedenfor, betegnelsen til J. Sederholm, 1893), selv om volumet til dette stratonet ikke er definert og forstås på forskjellige måter.
De nedre arkeiske formasjonene, som utgjør betydelige områder i kjelleren på eldgamle plattformer, er begynnelsen på den kontinentale skorpen og er representert av forskjellige dypt metamorfoserte para- og orto-bergarter. Den eldste av dem er den såkalte "grå gneisen". Dette er hovedsakelig gneiser med andesidacitisk sammensetning, samt amfibolitter, jernholdige kvartsitter og andre produkter av metamorfose av både sedimentære og magmatiske bergarter. Facies av metamorfose - granulitt, amfibolitt.
Disse eldste formasjonene, med en alder som vanligvis overstiger 3,5 milliarder år, er utviklet på alle kontinenter. I Europa er dette Kola-serien på Kolahalvøya, Hvitehavsserien til Karelia osv.; i Asia - Aldan-serien til Aldan-skjoldet, Anabar-serien til Anabar-massivet, Kan-komplekset på Kan-hyllen, Zerenda-serien i Kasakhstan, Hindustansky-komplekset i India, etc.; i Afrika - de "gamle gneissene" i Swaziland, gneis-granulittkomplekset i Zimbabwe, etc.; i Nord-Amerika - gneis-granulittkomplekser av det kanadiske skjoldet; i Sør-Amerika, Australia, Antarktis - de eldste skjoldkompleksene.
organisk verden
Livets opprinnelse og de tidligste stadiene av dets utvikling ble diskutert i detalj i kapittel 5. Tilsynelatende, allerede tidligere enn 3500 millioner år, i tidlig arkeisk, dukket det opp ekte levende organismer - prokaryoter (bakterier og cyanobionter). Det er svært vanskelig å identifisere organiske rester i de eldste bergartene. Mikroorganismer Eobacterium isolatum ble funnet i kiselholdige skifer i Onverwacht-gruppen i Swaziland Superseries (Sør-Afrika) og den overliggende Fig-Three-serien med en alder på 3.500-3.100 Ma.
I bergartene i Isua-serien i det sørvestlige Grønland med en alder på rundt 3.800 millioner år, isolerte pinner 0,45-0,7 µm lange og 0,18-0,32 µm i diameter med tolags skjell, filamentlignende formasjoner, mikroskopiske sfæriske, diskoide og polygonale skjell av encellede prokaryoter (cyanobionter). Dette er de eldste paleontologiske restene. I den første halvdelen av Archean gikk prokaryoter gjennom en vanskelig utviklingsvei, siden det allerede i midten av Archean var to uavhengige riker organisk verden bakterier og cyanobionter (blågrønnalger). Disse første innbyggerne på jorden levde i et nesten anoksisk miljø, og bodde i grunne vannforekomster på dyp, mest sannsynlig fra 10 til 50-60 m, siden et lag med minst 10 m tykt vann var nødvendig for å beskytte mot den destruktive ultrafiolette strålingen av solen.
I henhold til skjemaet til L.I. Salop (1982) skilles seks diastrofismer ut i den arkeiske Akron: Gotthobian av andre orden (-4000 millioner år), samisk av første orden (3750-3500 millioner år), belinguian, Swaziland, Barbertonian av den andre av den tredje orden (i det sene arkeiske området) og Keno-Ransky (Hvitehavet) av den første orden (2800-2600 Ma). Alle disse syklusene av diastrofisme inkluderte foldede deformasjoner, intens og mangfoldig magmatisme, migmatisering, granitisering og andre prosesser.
I henhold til arten av det tektoniske regimet foreslo L.I. Salop å kalle den tidlige arkeiske en permobile eon (lat. per - helt, mobilis - mobilitet). I følge andre forfattere er dette et kjernefysisk eller pangeosynklinalt stadium i jordens historie.
De mest karakteristiske elementene i den tidlige arkeiske strukturen er omfattende "foldede ovaler" opp til 600-800 km i diameter og "interovale felt" plassert mellom dem - en kombinasjon av kupler og trau. Ved å lage disse strukturelle formene var vertikale bevegelser av primær betydning. Omfattende felt med granitoider er begrenset til de sentrale delene av ovalene. Den sentripetale vergensen av foldene på vingene til ovalene er karakteristisk. Sistnevnte er ikke ordnet på en ryddig måte, noe som indikerer fraværet av en styreramme - kratoniske blokker, plattformer. Ikke mindre strukturelle former er granitt-gneis kupler.
Det tektoniske regimet til den tidlige arkeiske er preget av følgende trekk:
Mangelen på differensiering av jordskorpen til plattformer og geosynkliner;
- mangel på kontrasterende relieff og grove klastiske avleiringer;
Montonien til suprakrustal bergarter (lat. supra - topp, topp, skorpe - bark) på alle
kontinenter - et tegn på "Pantalassa", et planetarisk hav;
Den brede distribusjonen av anortositter er et tegn på en rolig tektonisk setting;
først på slutten av det tidlige arkeiske regimet nærmet regimet seg noe til det geosynklinale;
Tynn og ganske plastisk primærskorpe, på grunn av hvilken buede løft og dype forkastninger ikke kunne oppstå;
Innføringen av enorme masser av granitoider som et resultat av samisk diastrofi, som førte til en fortykkelse av jordskorpen opp til 25-30 km (Salop, 1982).
De vanligste suprakrustalbergartene er melanokratisk amfibol, amfibol-pyroksen og pyroksen plagiogneisser, krystallinske skifer og amfibolitter. Dette er svært metamorfoserte grunnleggende eller ultrabasiske lavaer, muligens tuff. På Vest-Grønland, på Kolahalvøya, på Aldan-skjoldet, i Sør-Afrika er det etablert komatiitter, høymagnesianske vulkanske ultramafisk-mafiske bergarter. Metabasitter granitiseres ofte, omdannes til plagiogneisser (migmatitter), enderbitter (natriumcharnockitter), charnockitter. Metavulkanitter er assosiert med biotitt, granat-biotitt, sillimanitt- og kordierittholdige gneiser.
Utvilsomt regnes kuler av kalsitt- og dolomittsammensetning, grafittholdige gneiser og krystallinske skifer som sedimentære. Karakteristisk er transformasjonen av bergarter under forhold med granulitt- og amfibolitt-facies. Granulittfasene til regional metamorfose er et eksepsjonelt trekk ved Lower Archean.
De nedre arkeiske formasjonene på Aldan-skjoldet studeres best. Det suprakrustalkomplekset til skjoldet, Aldan-serien, er den mest komplette representasjonen av alle kjente underavdelinger av Lower Archean. Alder på serien er 3.800-4.000 Ma. Bergartene i Aldan-serien er representert av kvartsitter, pyroksen- og amfibolskifer, amfibolitter og gneiser fra den Iyengriske underserien med en tykkelse på mer enn 3 km. Ovenfor ligger den Timptonske underserien - gneiser, amfibolitter med medlemmer av klinkekuler og kalk-silikatbergarter. Tykkelsen er ca 8 km. Enda høyere er Dzheltulinskaya-underserien, sammensatt av granat-biotitt, pyroksen-gneiser, granulitt og klinkekuler. Strømmen er mer enn 4 km. Den totale tykkelsen på Aldan-serien er ca. 15 km. Blant de prekambriske avsetningene skilles det ut forskjellige litostratigrafiske komplekser, sammensatt av bergartsassosiasjoner, som gjenspeiler spesifikasjonene til deres formasjonsmiljø. I de nedre arkeiske formasjonene skilles seks litostratigrafiske komplekser ut (Salop, 1982):
1. Engry metabasitt-kvartsitt: grunnleggende skifer, amfibolitter
(metabasitter), horisonter av kvartsitter og gneiser med høy alumina (Zverevskaya-sekvensen til Stanovoy
ås, Daldynskaya-serien til Anabar-hevningen, Ranomena-serien på Madagaskar).
2. Ungra-metabasitt: melanokratiske to-pyroksen- og amfibol-krystallinske skifer, amfibolitter etter grunnleggende og ultrabasiske vulkaner, mellomlag av gneiser og silikat-magnetittbergarter (Ungrin Formation of the Aldan Shield, Upper Anabar Subseries
Anabar-massivet, Kan-serien av Yenisei-hevningen, i Nord-Amerika - den nedre delen av Grenville-komplekset; den nedre delen av de nedre arkeiske kompleksene i Ekvatorial-, Vest- og Nordvest-Afrika; i Australia - de nedre delene av gneis-granulittkomplekser).
3. Fedorovsky-metabasitt-karbonat: grunnleggende pyroksenkrystallinske skifer, amfibolitter (metabasitter) med underordnede mellomlag av karbonatbergarter (kuler, kalk-silikatskifer). Mellomlag av gneiser, kvartsitter, magnetittbergarter. De eldste evaporittene i jordens historie (kulekuler som inneholder anhydritt, kalkholdige krystallinske skifer fra Aldan-skjoldet, Canada, Brasil), samt bergarter som er rike på fosfor, er begrenset til dette komplekset. Distribuert i Anabar-massivet, i Yenisei-ryggen, i Sayan-regionen (øvre del av Sharyzhalgai-serien), på det ukrainske skjoldet (black grouse-Bug-serien, Belotserkovskaya-suiten), i Nord-Amerika (øvre del av Grenville-komplekset) , i Afrika osv.
4. Sutam-kompleks: tynt lagde granat-biotitt-gneiser, grovleie eller massive leukokratiske granulitter, mellomlag av forskjellige gneiser, metabasitter, marmorgrøfter, gneiser med høy alumina. Kjent i Anabar-massivet, i det østlige Sayan, Stanovoy-området, Kola-halvøya, i Afrika.
5. Slyudyansky-kompleks: karbonat- og silikatkarbonatbergarter og forskjellige krystallinske paraschister (granat-biotitt, sillimanitt-cordieritt, etc.). karbonater
her minst 30 %, og metabasitter er av underordnet betydning. Slyudyanskaya-serien i den sørlige Baikal-regionen, Biryusa- og Derba-serien fra den østlige Sayan, Vakhanskaya-serien til Pamirs, etc. En alder på 3,7 milliarder år ble oppnådd fra klinkekuler fra Biryusa-serien.
6. Isua-serien: amfibolitter, para- og ortoschister, jaspilitter, felsiske metavulkaner, metakonglomerater. Seriens kraft er 2 km. På Grønland forekommer bergartene i serien i form av et bueformet bånd blant det store feltet av Amitsok-gneiser - tonalittbrillebergarter med mørkfargede mineraler av granulitt og amfibolitt-facies. Bergartene i Isua-serien dateres tilbake til 3.760 Ma; gneiser Amitsok - 3.980 Ma, granitt-gneiser Gotkhob - 4.065 Ma.
Isua-serien ble sannsynligvis dannet mellom to perioder med tektono-magmatisk aktivitet. Før avsetningen av denne serien fant den gotkhobiske diastrofismen (foldefasen) av II-ordenen (4 Ga) sted, som er assosiert med dannelsen av Amitsok-gneis (granulittfacies). På slutten av dannelsen av Isua-serien skjedde den samiske diastrofismen av første orden (3.750-3.500 Ma), som fullførte den samiske epoken med tektogenese.
Konsistens i sammensetningen av suprakrustallagene i Nedre arkeiske hav over store områder antyder ensartede forhold for deres dannelse.
Fraværet av tegn på erosjonsområder indikerer avsetning av sedimenter og utstrømning av lavaer i det store grunne havet - "Pantalassa". Fraværet av grove klastiske bergarter indikerer fraværet av et dissekert relieff.
For første gang dukker karbonatbergarter opp i Fedorov-komplekset, som markerer en viktig stratigrafisk milepæl knyttet til en reduksjon i innholdet av CO 2 og sterke syrer i atmosfærens og hydrosfærens sammensetning. Etter avsetningen av det fjerde - Sutam - komplekset falt CO 2 -innholdet enda mer, slik at det femte - Slyudyansky - komplekset viste seg å være betydelig karbonat.
Jernmalmsekvenser kunne ha oppstått på grunn av fjerning av jern under vulkanutbrudd, og silika (SiO 2) var i overskudd i løsningen. Grafittbergarter i Nedre Archean (Fedorovka, Slyudyanka-komplekser, etc.) er mest sannsynlig av abiogen opprinnelse, siden det på den tiden ikke var nok biomasse til å danne en så stor mengde grafittholdige bergarter. Det samme hensynet gjelder fosfatholdig. raser.
En betydelig del av de nedre arkeiske suprakrustallagene er sammensatt av dypt metamorfoserte vulkanske bergarter med grunnleggende og delvis ultrabasisk sammensetning. Tilstedeværelsen av sure lavaer er ikke påvist. Metabasittene til Iengry- og Ungrin-kompleksene tilsvarer tholeiitt-basalter, Fedorov-komplekset tilsvarer alkaliske basalter, og de yngre delene av Aldan-serien tilsvarer vulkanske bergarter av tholeiitic og alkalisk-basalt-serien, med deltagelse av basalter og nefelinitter. Over tid observeres således en økning i alkaliniteten til bergarter.
Metabasittene til Slyudyanka-komplekset ligner den basaltiske andesittdannelsen av øybuer og til en viss grad basalter av geosynklinale formasjoner.
Noen nedre arkeiske komplekser er preget av tilstedeværelsen av dypt metamorfoserte ultramafiske bergarter med høy alumina - komatiitter (mer utbredt utviklet i Upper Archean).
Plutonformasjoner er mest utviklet i den samiske syklusen av tektogenese i intervallet 3.750-3.500 Ma. Muligheten for å anvende den aktualistiske metoden i den geologiske tolkningen av nedre arkeiske bergarter er sterkt begrenset, siden opprinnelsen til mange bergarter er uklar. For eksempel er det ingen psefytter i Nedre Archaean (bortsett fra de øvre delene av Isua-serien). Kvartsitter er assosiert med mafiske og ultrabasiske bergarter, som ikke er observert i fanerozoikum. Spesielle tektoniske strukturer - gneis-ovaler har ingen analoger i yngre lag.
Fysiske og geografiske forhold
Funksjoner ved de nedre arkeiske metasedimentære bergartene indikerer eksistensen av en varm hydrosfære. Studiet av isotopsammensetningen til kiselholdige bergarter, spesielt forholdet mellom deuterium og hydrogen og 18 O/16 O-isotoper, som er avhengig av temperatur, viste følgende fordeling av årsmiddeltemperaturen (Salop, 1982).
I det tidlige arkeiske området var temperaturen på jordoverflaten sannsynligvis over 70°C eller til og med over 100°C. En slik overflatetemperatur kan bare skyldes drivhuseffekten skapt av en kraftig atmosfære. En analogi oppstår med den moderne atmosfæren til Venus, hvis overflatetemperatur er 480 ° C, trykket i karbondioksidatmosfæren er omtrent 90 bar.
Atmosfæren og hydrosfæren er hovedsakelig produkter av avgassing og separasjon av flytende og gassformige bestanddeler fra mantelen. Dannelsen av den primære jordskorpen ble ledsaget av dannelsen av en primær, hovedsakelig hydrogenatmosfære, som senere forsvant ut i verdensrommet. Den sekundære primitive (primær i geologisk forstand) atmosfæren oppsto først etter at temperaturen falt, da gassene ikke lenger kunne overvinne tiltrekningskraften. Deretter endret atmosfæren seg avhengig av prosessene med vulkanisme, sedimentasjon og deretter på fotosyntesen til planter.
Sammensetningen av den primitive atmosfæren tilsvarte sammensetningen av de gassformige produktene fra vulkanutbrudd (vanndamp, karbondioksid, nitrogen, "sur røyk" - HC1, HF, H 2 S , ammoniakk, metan).
Vanninnholdet i jordkappen er tre ganger vannmassen i moderne hav. Kilden til dette vannet var dannelsen av lavaer med basaltisk og andesitisk sammensetning. Karbondioksid i geologisk historie har blitt avsatt i karbonater 10 tusen ganger mer enn det nå er inneholdt i atmosfæren (og assimilert av planter og begravd 1000 ganger mer enn i atmosfæren).
Den primære atmosfæren inneholdt ca. 99 % CO 2 (unntatt vann). Trykket skal ha vært ca 70 bar, og tatt i betraktning oppløsningen av CO 2 i hydrosfæren, 50-60 bar. Ved dette trykket bør kokepunktet til vannet være 260-285°C.
Fritt oksygen var praktisk talt fraværende i den sekundære (primitive) atmosfæren. Hovedkilden er biogen fotosyntese. Oksygen, som L.I. Salop påpeker, var fraværende i denne atmosfæren, å dømme etter den isotopiske sammensetningen av svovel i sedimentære bergarter, inntil grensen på omtrent 2,3-2,4 milliarder år (PR |). I følge M. Rutten (1973), for ca. 3 milliarder år siden, ble Urey-punktet overskredet, da oksygeninnholdet var 0,001 av det moderne, og ved slutten av Arkean (2,5 milliarder år) ble Pasteur-punktet nådd. , der oksygeninnholdet er 0,01 fra moderne. Opp til dette nivået anses atmosfæren fortsatt som oksygenfri. Analyse av gassinneslutninger i kjemogene kvartsitter av Iengry-serien ga følgende resultater: CO 2 - 60 %, H 2 S , SO , NH 3 , HCI , HF ca. 35 %, N 2 + sjeldne gasser 1-8 %. I yngre kjemogene kiselholdige sedimenter øker oksygeninnholdet naturlig: AR 2 - 5,5 %, PR -PZ - 12 %, PZ 2 -KZ - 18 %. Samtidig er det en nedgang i CO2-innhold fra 42 % i AR2 til dagens i kenozoikum.
Dermed var den tidlige arkeiske atmosfæren veldig tett, anoksisk, varm og besto hovedsakelig av vanndamp, karbondioksid og en rekke andre komponenter ("sur røyk" er typisk). Denne atmosfæren forårsaket en sterk drivhuseffekt.
Hydrosfæren i tidlig arkeisk var skarpt karbonholdig, inneholdt sterke syrer, dvs. var aggressiv, markant mineralisert og salt. Dette er også bevist av eldgamle evaporitter (Fedorov-komplekset på den sibirske plattformen, i Canada, Brasil). Som et resultat av interaksjon med en stor mengde alkalier og jordalkali, nærmet vannsammensetningen seg nøytral (pH ca. 7).
LATE ARCHEAN EON (UPPER ARCHEAN EONOTEM) - AR
generelle egenskaper
Den sene arkeiske eonen dekker tiden 3.150-2.600 (ifølge andre kilder 2500) millioner år. Formasjonene til den øvre arkeiske eonoteme skiller seg kraftig fra den nedre arkeiske, og markerer begynnelsen på et nytt stort stadium i jordens historie - plattform-geosynklinal. Stratotypen til Upper Archean er superserien Swaziland (Sør-Afrika, Swaziland). Det suprakrutale komplekset er preget av sedimentær-vulkanogene lag nær den eugeosynklinale typen. Miogeosynklinale formasjoner og plattformformasjoner er fortsatt ubetydelig fordelt. Bergartene er metamorfosert under forhold med amfibolitt og grønnskifer, så den primære naturen gjenkjennes ganske godt. Ofte er det konglomerater, jaspilitter er typiske, og granitisering er lokalt utviklet.
Øvre arkeiske suprakrustal bergarter og intrusjoner som skjærer gjennom dem er utbredt på alle kontinenter. Disse er for eksempel Lop-komplekset i Karelia, leptitformasjonen i Sverige, Teterevskaya, Konka-Verkhovtsevskaya-serien i Ukraina, Swaziland-supergruppen i Sør-Afrika, Sherry Creek-formasjonen i USA, Pilbara-komplekset i Australia, etc. .
organisk verden
Ved slutten av arkeisk tid ble det skapt forhold som var mer gunstige for eksistensen og reproduksjonen av organismer: temperaturen på vannet sank, surheten og den kjemiske aggressiviteten sank. De første definerbare organiske restene ble funnet i de øvre arkeiske bergartene: fytolitter (stromatolitter, onkolitter) og mikrofossiler. Stromatolitter er representert av små kamskjellformede og kuppelformede former og bunnformasjoner. Disse, som allerede nevnt ovenfor, er avfallsprodukter fra cyanobionter. Mikrofossiler er også cyanobionter og bakterier. De kiselholdige bergartene i Fig Tree-serien (Sør-Afrika) inneholder mikroskopiske formasjoner som ligner encellede alger og bakterier. Mengden biomasse sammenlignet med den tidlige arkeiske delen økte betydelig, men den var utelukkende representert av prokaryoter, siden eukaryoter ennå ikke hadde oppstått. Senarkeiske prokaryoter skiller seg fra yngre analoge fossiler i sin mindre cellestørrelse.
Aktiviteten til cyanobionter førte gradvis til en økning i mengden oksygen i atmosfæren og hydrosfæren. For rundt 3 milliarder år siden ble Juri-punktet overskredet; oksygeninnholdet i atmosfæren har steget over 0,001 fra den moderne. Deretter vil aktivering av utvikling og komplikasjon av andre grupper av organismer, samt en endring i prosessene med sedimentering og akkumulering, senere være assosiert med dette.
Strukturer av jordskorpen og steinformasjonen
I alle områder er grønnsteinsbergartene i Upper Archean utviklet i form av smale, ofte uregelmessig formede områder, som representerer strukturer av den geosynklinale typen, atskilt av store felt med dypt metamorfoserte bergarter i Lower Archean. En uttalt uoverensstemmelse observeres nesten overalt mellom øvre arkeiske og nedre proterozoiske lag.
Det øvre arkeiske området er preget av forskjellige vulkaner med en overvekt av mafiske: tholeiitiske basalter, komatiitter, diabaser og basaltiske andesitter. Ofte er det en sfærisk separasjon. De klastiske bergartene er dominert av gråvakker, arkoser, siltsteiner, pelitter og konglomerater. De vanligste tektoniske strukturene er gneis og granitt-gneis kupler, med en diameter på 10-40 (ikke mer enn 100) km. Kupplene er omkranset av grønnskiferbergarter og danner hele grupper som utgjør utvidede "granitt-grønnsteinsbelter" plassert mellom relativt stabile massiver - protoplattformer.
Grønnsteinsbelter er mest sannsynlig omfattende renner som er komplisert av forkastninger og er et resultat av den globale strekkingen av jordskorpen. I følge LI Salop bør systemene med trau og løft som skiller dem betraktes som eldgamle geosynklinale områder - protogeosynkliner.
Grønnsteinsbelter er ujevnt fordelt. Utviklingsområdene til de nedre arkeiske lagene, blottet for grønnsteinsbelter, er sannsynligvis de eldste mer stabile elementene i jordskorpen, som kan kalles protoplattformer.
De mest komplette og best studerte delene av Upper Archean finnes i Sør-Afrika, Canada og Vest-Australia.
Utviklingsfeltet til Swaziland-superserien (Sør-Afrika, Swaziland) - den øvre arkeiske stratotypen - ligger i Barberton-fjellregionen og er strukturelt sett Swaziland synclinorium.
I følge D. Hunter er den nedre delen av seksjonen representert av et eldgammelt gneisisk kompleks bestående av bergarter av amfibolitt og granulittfacies av metamorfose. De ble dannet lenge før akkumuleringen av Swaziland-supergruppen og forekommer i denne sistnevnte i form av konglomeratstein.
Bergartene i Swaziland Superseries er preget, i motsetning til bergartene i kjelleren, av lave stadier av metamorfose (grønnskifer) med tydelige primærstrukturer. Fra bunn til topp skiller tre serier seg ut i denne «super-serien»: Onverwacht, Fig-Three og Modis.
Onverwacht-serien er delt inn i tre formasjoner:
Nedre Onverwacht: grunnleggende putelavaer og ultramafiske linser, tynne mellomlag av svarte kiselholdige bergarter, felsic tuff. De ultramafiske og grunnleggende bergartene er rike på Mg og fattige på Al og K, og er identifisert som en spesiell gruppe komatiitter med en tykkelse på mer enn 2 km.
Middle Onverwacht (Comati River Formation): putebasalter og ultramafisk lava, porfyrfeltspatinntrengninger (3-4 km).
Øvre Onverwacht - syklisk repetisjon av putebasalter eller andesitter, sure lavaer og kiselholdige bergarter (5 km).
Fig-Three-serien (fikentre) inkluderer (fra bunn til topp):
Kjemogene sedimenter (båndet kiselholdig, talk-karbonat, kvarts-sericitbergarter);
Graywackes, skifer, kiselholdige bergarter med bånd;
Graywackes, skifer, jernholdige kvartsitter, tuff.
Den totale tykkelsen på Fig-Three-serien er over 2 km. Modis-serien ligger med uoverensstemmelse og er representert av polymiktiske konglomerater, feltspatsandsteiner, siltsteiner og skifer (tykkelse 3,1 km).
Den totale tykkelsen på Swaziland-superserien er opptil 16 km. Etter avsetningen av bergarter i Modis-serien, ble alle sekvensene av Swaziland-superserien foldet til folder, brutt av bratte fremstøt til skjellete og vifteformede plater og intrudert av tallrike granitoider, hvorav de eldste er 3-3,4 milliarder år. gammel.
Swaziland-superserien tilhører de eldste formasjonene av grønnsteinssynklinorier.
På det kanadiske skjoldet regnes de sedimentær-vulkanogene lagene i Superior-provinsen (Lake Superior) som den øvre arkeiske parastratotypen.
De komponerer grønnsteinsbelter - langstrakte isolerte deler av synklinorstrukturen, der lineære, ofte isoklinale folder veksler med kuppelformede strukturer. Grønnsteinsbelter er atskilt av felt med granitoider, granitt-gneiser og gneiser.
Grønnsteinslag har vanligvis en tre-leddet struktur: klastiske bergarter, noen ganger vulkaner, er nederst og på toppen dominerer vulkaner i den midtre delen.
Alle grønnsteinslag er intrudert av store massiver av biotitt- og amfibolgranitter og granodioritter med en alder på 2.600-2.800 Ma. Disse inntrengingene er assosiert med Hvitehavet (Kenoran) diastrofisme.
På det baltiske skjoldet studeres øvre arkeiske formasjoner best i Karelen, Kolahalvøya og østlige Finland. Gimolskaya-serien utviklet i Karelen nær grensen til Finland er akseptert som en regional stratotype (i Finland er dette Ilomanti-serien). Denne serien er preget av en to-leddet struktur: på bunnen er det grunnleggende effusiver, over sedimentære bergarter og felsiske vulkanske bergarter.
Alle øvre arkeiske sekvenser av det baltiske skjoldet ligger transgressivt, noen ganger med konglomerater ved basen, på nedre arkeiske bergarter, hovedsakelig på grå gneiser, og er overlagt med skarp uoverensstemmelse av nedre proterozoiske bergarter.
De øvre arkeiske sekvensene er intrudert av et stort antall granodioritt- og mikroklin-plagioklas-granittmassiver med en alder på 2.600-2.800 Ma.
Korrelasjon av den øvre arkean av det baltiske skjoldet med stratotypen (Sør-Afrika, Swaziland): Finske komatiitter tilsvarer den nedre delen av Onverwacht-serien. De nedre vulkanogene sekvensene sammenlignes med den øvre delen av Onverwacht-serien. De øvre vulkanogene-terrigene sekvensene tilsvarer Fig-Three-serien. De øverste formasjonene av Gimolskaya-serien (Okunevskaya, Keivskaya) tilsvarer omtrent Modis-serien.
Den totale tykkelsen på den øvre arkeiske delen av det baltiske skjoldet er 4-8 km (2-4 ganger mindre enn i strato-typen - i Sør-Afrika). På det ukrainske skjoldet er det øvre arkeiske området mest fullstendig representert i bassenget til midtre del av Dnepr, der Konk-Verkhovtsevskaya-serien er utviklet, og forekommer ukonformt på gneisene til den nedre arkeiske delen. I bunnen av serien er det høy-alumina eller rene kvartsitter. Metabasitter, mellomliggende og felsiske vulkaner, sjeldnere metasedimentære bergarter (opptil 5 km tykke) forekommer ovenfor. Jaspilitter finnes i den midtre delen av serien.
Bergartene i serien forekommer i smale synkliner, bøyd i plan, plassert mellom kuplene til nedre arkeiske gneisgranitt. Alderen for granitoider som trenger inn i grønnsteinsbergarter er 2.600-2.800 Ma.
Den øvre delen av Konksko-Verkhovtsevskaya-serien tilsvarer omtrent Fig-Three-serien. Sammensetningen av de øvre arkeiske avsetningene i forskjellige deler av verden er veldig lik hverandre. Blant dem, ifølge L.I. Salop, er det fire globalt uttrykte litostratigrafiske komplekser.
