Archaiczny eon: cechy, życie, geologia, klimat i podziały
Archaiczny eon był jednym z pierwszych epok geologicznych planety, należących do prekambru, poprzedzonych tylko eonem Hádic. Początki miały około 4 miliardów lat temu i obejmowały czas, w którym Ziemia wciąż rozwijała swoje cechy jako planeta nadająca się do zamieszkania.
Była to jedna z najdłuższych epok geologicznych, obejmująca prawie jedną trzecią całego życia na Ziemi. Słowo Archaic pochodzi od greckiego słowa oznaczającego pochodzenie. Nie ma lepszego imienia dla tego wieku geologicznego, ponieważ reprezentuje on punkt początkowy życia na planecie.
W początkach ery archaicznej warunki lądowe były bardzo wrogie, temperatura otoczenia była bardzo wysoka i występowała intensywna aktywność wulkaniczna.
Podobnie atmosfera była naładowana gazami, co znacznie utrudniało rozwój jakiejś formy życia. Z drugiej strony skorupa ziemska w ogóle nie była stabilna, więc płyty tektoniczne ledwo się formowały.
Jednak dzięki różnym procesom, które zostały przetestowane i ustalone eksperymentalnie, zaczęły pojawiać się pierwsze formy życia, bardzo prymitywne i proste w powijakach, ale które stanowiły punkt wyjścia dla przyszłego rozwoju i ewolucji w bardziej złożony sposób, jak obecnie znane.
Ogólna charakterystyka
Czas trwania
Archaiczny eon trwał około 1500 milionów lat, podzielony na cztery pododdziały. Zaczęło się 4000 milionów lat temu i zakończyło 2500 milionów lat temu.
To było burzliwe
Archaiczny eon został scharakteryzowany, ponieważ warunki na planecie były burzliwe, nie było stabilności (przynajmniej na początku), a warunki klimatyczne były wrogie.
Występowała intensywna aktywność wulkaniczna, a także stała emanacja gazów atmosferycznych. Wszystko to spowodowało, że temperatura otoczenia była dość wysoka, utrudniając rozwój życia.
Pojawienie się pierwszych form życia
W tej epoce pojawiły się pierwsze żywe istoty, które zamieszkiwały planetę, będące tymi jednokomórkowymi organizmami prokariotycznymi, które zostały uwarunkowane, aby przetrwać w panujących niekorzystnych warunkach.
Ponieważ jednak warunki atmosferyczne i środowiskowe ustabilizowały się, formy życia zróżnicowały się.
Geologia
Do tej pory najstarsze znane skały pochodzą z epoki archaicznej. Istnieje kilka miejsc, w których zlokalizowano skały z tej epoki. Wśród nich wymienić można między innymi Grenlandię, Kanadę, Indie, Brazylię i Afrykę Południową.
Podczas Archaicznego eonu na poziomie geologicznym miały miejsce wielkie zmiany. Składano i formowano superkontynentów, takich jak Pannotia.
Skały odzyskane z tej epoki mają warstwy magmowe, a także metamorficzne skały osadowe. Podobnie na skałach znaleziono pewne skamieniałości pochodzące z morskich form życia, takich jak algi i niektóre bakterie.
W ten sam sposób znaleziono osady wulkaniczne, a także opasane skały żelazne, które posłużyły jako pomoc w wyjaśnieniu wielkich zmian geologicznych, które miały miejsce w erze Archaicznej.
W tym czasie superkontynent Pannotia ostatecznie podzielił się na cztery fragmenty ziemi: Gondwana, Baltica, Laurentia i Syberia. W późniejszych epokach te fragmenty ziemi powróciły, tworząc kolejny superkontynent: Pangea.
Życie
Według specjalistów w tej dziedzinie życie zaczęło się w archaicznym eonie. Na początku tego okresu warunki na Ziemi nie pozwalały na rozwój życia, ale później warunki te uległy zmianie i możliwe było pojawienie się pierwszych żywych istot.
Był to czas, kiedy życie praktycznie nie istniało, biorąc pod uwagę cechy środowiskowe. Prymitywna atmosfera nie nadawała się do rozwoju życia, jak jest dziś znane.
Istnieje kilka teorii, które próbują wyjaśnić, jak pojawiły się pierwsze formy życia. Jednym z najbardziej akceptowanych jest ten, który ma związek z hipotezą koacerwatów Oparín, popartą eksperymentem Millera i Ureya.
Hipoteza Oparín coacervados i eksperyment Millera i Ureya
Te hipotezy sugerują, że pierwotna atmosfera składała się z amoniaku, wody, metanu i wodoru. Podobnie uważa się, że w prymitywnej atmosferze istniała duża ilość wyładowań elektrycznych z piorunów i grzmotów, a także wysokich temperatur.
Biorąc to pod uwagę, zasugerowano, że dzięki wyładowaniom elektrycznym i wysokiej temperaturze gazy te reagują i tworzą tak zwane koacerwaty, które są strukturami zamkniętymi przez membranę zawierającą cząsteczki organiczne, takie jak niektóre aminokwasy.
Wiadomo, że aminokwasy są związkami organicznymi, które tworzą białka, a te z kolei tworzą żywe istoty. Tak więc pierwszym krokiem do rozwoju życia było powstanie tych związków organicznych, które w taki czy inny sposób ewoluowały, tworząc pierwszą żywą istotę: jednokomórkowy organizm prokariotyczny.
Hipoteza ta została odtworzona w laboratorium eksperymentalnym przez dwóch naukowców: Stanleya Millera (ówczesnego studenta studiów licencjackich) i Harolda Ureya, uzyskując dużą liczbę związków organicznych, które mogą być prekursorami życia.
Pierwsze formy życia
Jak wspomniano, pierwszymi formami życia, które pojawiły się na Ziemi, były prokariotyczne organizmy jednokomórkowe.
Najstarsze znalezione dotychczas skamieniałości to niebiesko-zielone algi, więc uważa się, że były to pierwsze żywe istoty na planecie.
Podobnie pojawiły się tak zwane stromatolity, które są wynikiem wiązania węglanu wapnia przez cyjanobakterie.
Stromatolity stanowiły wielką pomoc dla specjalistów, ponieważ stanowią wskaźniki środowiskowe, pozwalające przewidzieć możliwe warunki atmosferyczne w określonym momencie. Dzieje się tak, ponieważ stromatolity rozwijają się w określonych warunkach środowiskowych.
W miarę upływu czasu formy życia wyspecjalizowały się w różnych procesach, takich jak fotosynteza. W tym miejscu ważne jest wyjaśnienie, że pierwsze organizmy fotosyntetyczne przeprowadziły fotosyntezę anoksygeniczną, to znaczy nie wytwarzały tlenu do atmosfery.
Dopiero miliony lat później, dzięki ewolucji istniejących istot żywych, pojawiły się pierwsze organizmy, które były w stanie przeprowadzić fotosyntezę, jak wiadomo dzisiaj, będąc w stanie wydalić tlen do atmosfery.
W ten sam sposób istniejące istoty żywe kontynuowały swoją ewolucję, a te jednokomórkowe zaczęły grupować się, aż do powstania pierwszych organizmów wielokomórkowych (zgodnych z więcej niż jedną komórką).
Pierwsze wielokomórkowe zwierzęta były miękkie, a nawet niektóre utrzymywano do tej pory (takie jak meduzy).
Jeśli chodzi o część botaniczną, w tej epoce nie było dużych roślin ani drzew. Członkami królestwa plantae, których są kopalne zapisy, były małe mchy i porosty.
Najwięksi eksponenci grupy roślin pojawili się miliony lat później, w erze paleozoicznej. O ile wiadomo, w erze archaicznej kontynenty były dużymi obszarami jałowej i pustynnej ziemi bez znaczących form roślin na nich.
Pogoda
Na początku klimat Ziemi w epoce archaicznej nie był przyjazny. Oznacza to, że nie było warunków do rozwoju życia.
Według uzyskanych zapisów kopalnych, a także przypuszczeń dokonanych przez ekspertów w tej dziedzinie, warunki klimatyczne były dość wrogie.
Uważa się, że w prymitywnej atmosferze istniała duża koncentracja gazów cieplarnianych, produkt różnych działań, takich jak wulkanizm.
To spowodowało, że temperatury były bardzo wysokie. W atmosferze były gazy takie jak metan, amoniak i wodór. Nie było dostępności wolnego tlenu.
Wraz z upływem czasu atmosfera ochładzała się, elementy w stanie gazowym schładzały się do tego stopnia, że stały się ciekłe, a następnie zestalone tworząc pierwsze skały.
W miarę upływu czasu atmosfera przestała mieć wysokie temperatury, umożliwiając rozwój życia w niej. Temperatura osiągnęła punkt bardzo podobny do tego, jaki ma dzisiaj Ziemia.
Podziały
Era Archaiczna została podzielona na cztery epoki: Eoarcaico, Paleoarcaico, Mesoarcaico i Neoarcaico.
Eoarcaic
Trwało 400 milionów lat. Była to pierwsza część ery archaicznej. Był to czas niestabilności w skorupie ziemskiej, ponieważ chociaż wiele obszarów było już zestalonych i były solidnymi gruntami, istniały także inne obszary, w których istniała tylko lawa.
Podobnie istnieją zapisy, że pierwsze formy życia (prokarioty) pochodzą z tej epoki. Ponadto specjaliści sugerują, że w tym czasie Ziemia była poddana intensywnej aktywności asteroid pochodzących z kosmosu.
Paleoarcaico
Podobnie jak Eoarcaico, Paleoarcaico miało około 400 milionów lat.
Z tej epoki pochodzą pierwsze skamieniałości form życia, takie jak niektóre bakterie, a nawet zapisy, które w tym czasie zaczęły tworzyć stromatolity.
Podobnie, niektóre bakterie ewoluowały i zaczęły przeprowadzać proces fotosyntezy w jej anoksogenicznym wariancie.
Głównym wydarzeniem geologicznym było utworzenie pierwszego superkontynentu, znanego jako Vaalbará.
Mesoarcaic
Trwało to również około 400 milionów lat. W tej epoce uważa się, że nastąpiła destabilizacja klimatu dzięki gazom emitowanym do atmosfery przez żywe istoty.
Podobnie, jakiś czas później klimat ustabilizował się do pewnego stopnia, osiągając temperatury zbliżone do dzisiejszych, umożliwiając tym samym rozwój większej liczby form życia.
Podobnie w tej epoce superkontynent Vaalbará rozpadł się, dając początek różnym fragmentom ziemi, które znacznie później włączyły się w Pangeę. Stromatolity nadal się rozszerzały i formowały.
Uważa się, że w tym okresie wody planety miały wysoką zawartość żelaza, więc powinny mieć zielonkawy kolor, a niebo ze względu na wysoką zawartość atmosferycznego dwutlenku węgla miałoby czerwonawy odcień.
W tej epoce miało również miejsce pierwsze zlodowacenie, które jest rejestrowane.
Neoarcaic
Jest to ostatnia część ery Archaic. Trwało to około 300 milionów lat.
Najważniejszym wydarzeniem, które wydarzyło się w tej epoce, była poprawa fotosyntezy jako procesu metabolicznego, z anoksogenicznego na tlenowy.
Dzięki temu duże ilości tlenu przedostały się do atmosfery, co negatywnie wpłynęło na niektóre żywe organizmy, ponieważ tlen był dla nich szkodliwy. Spowodowałoby to tak zwane „wielkie utlenianie” w następnej erze.
