Протерозой

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Часть геологической истории Земли
Протерозойский эон
сокр. Протерозой
По рядам, слева направо: Гуронское оледенение в результате Кислородной катастрофы; появление эукариотов, в том числе первых водорослей; Земля-снежок — вся Земля покрыта слоем льда; Эдиакарская биота — одни из самых ранних животных
По рядам, слева направо: Гуронское оледенение в результате Кислородной катастрофы; появление эукариотов, в том числе первых водорослей; Земля-снежок — вся Земля покрыта слоем льда; Эдиакарская биота — одни из самых ранних животных
Геохронологические данные
СуперэонДокембрий
Кол-во эр 3
Длительность 1961 млн лет
Состояние Формальный
Подразделения
Российская шкала
Архей
Фанерозой

Протерозойский эон, протерозой (др.-греч. πρότερος «первый, старший» + ζωή «жизнь») — геологический эон, охватывающий период от 2500 до 538,8 ± 0,2 млн лет назад[1]. Пришёл на смену архею и сменился фанерозоем. Самый длительный эон в истории Земли, длившийся 1961 млн лет. В русскоязычных энциклопедиях XX века иногда описывается как протерозойская эра, эозойская эра или эозойская группа[2][3]

Протерозой характеризуется колоссальными изменениями в биосфере, атмосфере и литосфере Земли. Если в предыдущем архее атмосфера практически не содержала свободный кислород, то уже в начале протерозоя (2460 млн лет назад) происходит Великое кислородное событие, в результате которого процент кислорода в атмосфере увеличился до 2% (то есть 10% от нынешнего уровня)[4]. За этим увеличением последовало первое в истории Земли массовое вымирание — Кислородная катастрофа, поскольку вся жизнь тогда была ещё анаэробной (то есть бескислородной)[5]. Ещё одним последствием этой катастрофы стало Гуронское оледенение, продлившееся около 300 млн лет и ставшее самым долгим в истории планеты[6][7][8]. Около 2,1 млрд лет назад появились первые эукариоты, в том числе многоклеточные (Франсвильская биота)[9].

Около 2100—1800 млн лет назад насыщение атмосферы кислородом закончилось, а сама планета находилась в относительной тектонической и климатической стабильности в течение около миллиарда лет. Этот период (1800—~800 млн лет назад) известен как Скучный миллиард[10]. Именно в это время появились первые водоросли (например, красные), а также возникли мейоз и половое размножение[11]. Около 1 миллиарда лет назад возникли первые грибы[12][13][14], а чуть позже (около 665 млн лет назад) и первые животные[15]. 850 млн лет назад началось неопротерозойское кислородное событие[англ.][16], за которым 717 млн лет назад последовало Стертское, а затем и Мариноанское оледенение. Считается, что льды достигали экватора, поэтому эти оледенения известны как «Земля-снежок»[17]. В последний период протерозоя, эдиакарский, появилась первая достоверно известная фауна многоклеточных животных — эдиакарская биота[18].

Периодизация

Протерозой делится на 3 эры:

В российской шкале

В российской стратиграфической шкале протерозой тоже присутствует, но является не эоном, а акроном — более высоким делением (таким же делением является ещё и архей). Протерозой поделён на два эона: нижнепротерозойский или карельский (от 2500 до 1650 млн лет назад) и верхнепротерозойский (от 1650 до 535 млн лет назад). Карельский эон подразделяется на две эры (в скобках длительность в млн лет): нижнекарельская (2500—2100) и верхнекарельская (2100—1650). В состав верхнего протерозоя входит рифей (1650—600 млн лет назад), который имеет статус подэона и делится на три эры (см. ниже). Завершает протерозой вендский период (600—535 млн лет назад)[19].

  • Российская стратиграфическая шкала для протерозоя

Наиболее значимые события

  • Кислородная катастрофа в палеопротерозое, появление озонового слоя[] планеты. Ранее существовало предположение, что через 600 млн лет после начала протерозоя, около 2 млрд лет назад, содержание кислорода достигло так называемой «точки Пастера»[] — около 1 % от его содержания в современной нам атмосфере. Ученые считают, что такая концентрация кислорода достаточна для того, чтобы обеспечить устойчивую жизнедеятельность одноклеточных аэробных организмов. Сейчас, однако, доказано, что не позднее 2,4 млрд лет назад содержание кислорода в атмосфере уже достигло примерно 10 % от современного — произошла кислородная катастрофа[][1][][20][].
  • Формирование современного объёма мирового океана[21].
  • Наиболее длительное в истории Земли гуронское оледенение (2,4—2,1 млрд лет назад); несколько эпох глобального оледенения в позднем неопротерозое.
  • Появление многоклеточных организмов: губки, грибы.
  • Результатом жизнедеятельности прокариот (бактерий и одноклеточных водорослей, живших, по-видимому, и на суше, в плёнках воды между минеральными частицами в зонах частичного затопления вблизи водоёмов) стало образование почвы.

Земля-снежок

Основная статья: Земля-снежок

В результате естественной эволюции Солнце давало все больше света в архее и протерозое, светимость Солнца повышается на 6 % каждый миллиард лет[22]:165. В результате Земля стала получать больше тепла от Солнца в протерозое. Тем не менее Земля не нагревается. Вместо этого геологическая летопись показывает, что в начале протерозоя Земля значительно охлаждается. Ледниковые отложения, найденные в Южной Африке, датируются 2,2 млрд лет, а данные палеомагнитных измерений указывают на их положение в районе экватора. Таким образом, оледенение, известное как Гуронское, возможно, было глобальным. Некоторые учёные предполагают, что это и последующие протерозойские ледниковые периоды были настолько серьёзными, что планета была полностью заморожена от полюсов до экватора. Эта гипотеза называется Земля-снежок[23].

Ледниковый период около 2,3 млрд лет назад мог быть непосредственно вызван увеличением концентрации кислорода в атмосфере, что привело к уменьшению содержания метана (CH4). Метан является сильным парниковым газом, но с кислородом реагирует с образованием CO2 — менее эффективного парникового газа[22]:172. Когда свободный кислород появился в атмосфере, концентрация метана могла резко снизиться, что привело к уменьшению парникового эффекта и похолоданию[24].

Скучный миллиард

Основная статья: Скучный миллиард

Промежуток от 1,8 до 0,72 млрд лет назад примечателен тектонической и климатической[25][26] стабильностью, низким уровнем кислорода в атмосфере и очень медленной эволюцией живых организмов, откуда и название.

Скучный миллиард охватывает статерийский период палеопротерозоя, весь мезопротерозой и тонийский период неопротерозоя.

Название

Эозой, эозойский период (др.-греч. ἕως — «заря», эозой — «заря жизни») — ныне устаревший термин, предложенный в 1865 году немецким геологом Бернгардом Котта[27] (1808—1879), профессором Фрейбергской Горной Академии, в книге «Геология нашего времени» в качестве элемента геохронологической шкалы[28]. Использовался Джоном Доусоном для обозначения всех докембрийских образований, главным образом протерозойских[29]. Собственно термин «протерозой» был введён в 1888 году Э. Эммонсом[30][31].

Полезные ископаемые

Ранний протерозой был временем выдающегося железорудного накопления (например, Кривой Рог, Курская магнитная аномалия).

На юге Африки в это же время образовывались золото-урано-пиритовые конгломераты.

Поздний протерозой известен железными рудами (например, Урал), медно-полиметаллическими рудами (например, Австралия), а также урановыми, кобальтовыми, медными, оловянными рудами.

Примечания

  1. ↑ International chronostratigraphic chart v. 2023/09. International Commission on Stratigraphy. Архивировано 7 ноября 2023 года.
  2. ↑ «Эозойская эра» — статья в Малой советской энциклопедии; 2 издание; 1937—1947 гг.
  3. ↑ Эозойская группа // Энциклопедический словарь Гранат: В 58 томах. — М., 1910—1948.
  4. ↑ Gumsley, Ashley P.; Chamberlain, Kevin R.; Bleeker, Wouter; Söderlund, Ulf; De Kock, Michiel O.; Larsson, Emilie R.; Bekker, Andrey (6 February 2017). "Timing and tempo of the Great Oxidation Event". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (англ.). 114 (8): 1811—1816. doi:10.1073/pnas.1608824114. ISSN 0027-8424. PMC 5338422. PMID 28167763.
  5. ↑ Plait, Phil (2014-07-28). "Poisoned Planet". Slate. Архивировано 11 августа 2022. Дата обращения: 8 июля 2019.
  6. ↑ Bekker, Andrey (2014). "Huronian Glaciation". In Amils, Ricardo; Gargaud, Muriel; Cernicharo Quintanilla, José; Cleaves, Henderson James (eds.). Encyclopedia of Astrobiology. Springer Berlin Heidelberg. pp. 1—8. doi:10.1007/978-3-642-27833-4_742-4. ISBN 978-3-642-27833-4.
  7. ↑ Kopp, Robert E.; Kirschvink, Joseph L.; Hilburn, Isaac A.; Nash, Cody Z. (2005). "The Paleoproterozoic snowball Earth: A climate disaster triggered by the evolution of oxygenic photosynthesis". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (32): 11131—11136. Bibcode:2005PNAS..10211131K. doi:10.1073/pnas.0504878102. PMC 1183582. PMID 16061801.
  8. ↑ Lane, Nick (5 February 2010). "First breath: Earth's billion-year struggle for oxygen". New Scientist. No. 2746. Архивировано 30 мая 2020. Дата обращения: 22 апреля 2023.
  9. ↑ Schirrmeister, Bettina E.; de Vos, Jurriaan M.; Antonelli, Alexandre; Bagheri, Homayoun C. (2013-01-29). "Evolution of multicellularity coincided with increased diversification of cyanobacteria and the Great Oxidation Event". Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (5): 1791—1796. Bibcode:2013PNAS..110.1791S. doi:10.1073/pnas.1209927110. PMC 3562814. PMID 23319632.
  10. ↑ Lenton, T. The not-so-boring billion // Revolutions that made the Earth / T. Lenton, A. Watson. — 2011. — P. 242–261. — ISBN 978-0-19-958704-9. — doi:10.1093/acprof:oso/9780199587049.003.0013.
  11. ↑ Bernstein, H. DNA Repair as the Primary Adaptive Function of Sex in Bacteria and Eukaryotes // DNA Repair: New Research / H. Bernstein, C. Bernstein, R. E. Michod. — Nova Biomedical, 2012. — P. 1–49. — ISBN 978-1-62100-756-2.
  12. ↑ Zimmer, Carl (2019-05-22). "How Did Life Arrive on Land? A Billion-Year-Old Fungus May Hold Clues – A cache of microscopic fossils from the Arctic hints that fungi reached land long before plants". The New York Times. Архивировано 23 мая 2019. Дата обращения: 23 мая 2019.
  13. ↑ Loron, Corentin C.; François, Camille; Rainbird, Robert H.; Turner, Elizabeth C.; Borensztajn, Stephan; Javaux, Emmanuelle J. (22 May 2019). "Early fungi from the Proterozoic era in Arctic Canada". Nature. 570 (7760). Springer Science and Business Media LLC: 232—235. Bibcode:2019Natur.570..232L. doi:10.1038/s41586-019-1217-0. ISSN 0028-0836. PMID 31118507. S2CID 162180486.
  14. ↑ Timmer, John Billion-year-old fossils may be early fungus. Ars Technica (22 мая 2019). Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 23 мая 2019 года.
  15. ↑ Maloof, Adam C.; Rose, Catherine V.; Beach, Robert; Samuels, Bradley M.; Calmet, Claire C.; Erwin, Douglas H.; Poirier, Gerald R.; Yao, Nan; Simons, Frederik J. (17 August 2010). "Possible animal-body fossils in pre-Marinoan limestones from South Australia". Nature Geoscience. 3 (9): 653—659. Bibcode:2010NatGe...3..653M. doi:10.1038/ngeo934.
  16. ↑ Och, Lawrence M.; Shields-Zhou, Graham A. (January 2012). "The Neoproterozoic oxygenation event: Environmental perturbations and biogeochemical cycling". Earth-Science Reviews. 110 (1—4): 26—57. Bibcode:2012ESRv..110...26O. doi:10.1016/j.earscirev.2011.09.004. Архивировано 9 июня 2023. Дата обращения: 10 ноября 2022.
  17. ↑ Stern, R.J.; Avigad, D.; Miller, N.R.; Beyth, M. (2006). "Geological Society of Africa Presidential Review: Evidence for the Snowball Earth Hypothesis in the Arabian-Nubian Shield and the East African Orogen". Journal of African Earth Sciences. 44 (1): 1—20. Bibcode:2006JAfES..44....1S. doi:10.1016/j.jafrearsci.2005.10.003.
  18. ↑ Watson, Traci (28 October 2020). "These bizarre ancient species are rewriting animal evolution". Nature (news). 586 (7831): 662—665. Bibcode:2020Natur.586..662W. doi:10.1038/d41586-020-02985-z. PMID 33116283.
  19. ↑ Общая стратиграфическая (геохронологическая) шкала (недоступная ссылка)
  20. ↑ Федонкин М. А. Две летописи жизни: опыт сопоставления (палеобиология и геномика о ранних этапах эволюции биосферы) // Отв. редактор Пыстин А. М. Проблемы геологии и минералогии : сборник. — С.: «Геопринт», 2006. — С. 331—350. — ISBN 5-98491-018-7. Архивировано 30 сентября 2011 года.
  21. ↑ История атмосферы и гидросферы. Дата обращения: 29 октября 2010. Архивировано 8 февраля 2011 года.
  22. ↑ 1 2 Lunine, 1999
  23. ↑ Snowball Earth. snowballearth.org (2006–2009). Дата обращения: 13 апреля 2012. Архивировано 8 августа 2012 года.
  24. ↑ What caused the snowball earths? snowballearth.org (2006–2009). Дата обращения: 13 апреля 2012. Архивировано 8 августа 2012 года.
  25. ↑ Young, Grant M. (2013). "Precambrian supercontinents, glaciations, atmospheric oxygenation, metazoan evolution and an impact that may have changed the second half of Earth history". Geoscience Frontiers. 4 (3): 247—261. doi:10.1016/j.gsf.2012.07.003.
  26. ↑ Brasier, M.D. (1998). "A billion years of environmental stability and the emergence of eukaryotes: New data from northern Australia". Geology. 26 (6): 555—558. Bibcode:1998Geo....26..555B. doi:10.1130/0091-7613(1998)026<0555:ABYOES>2.3.CO;2. PMID 11541449.
  27. ↑ Котта, Бернгард // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  28. ↑ О биосфере Земли — Планета и царства природы — Среда обитания — ru-mo — Персональный сайт ru-mo. Дата обращения: 14 марта 2009. Архивировано 2 января 2014 года.
  29. ↑ ЭОЗОЙСКАЯ ГРУППА, ЭОЗОЙ. Дата обращения: 14 марта 2009. Архивировано 30 октября 2008 года.
  30. ↑ Докембрий // Демосфен — Докембрий. — М. : Советская энциклопедия, 1952. — С. 651—655. — (Большая советская энциклопедия : [в 51 т.] / гл. ред. Б. А. Введенский ; 1949—1958, т. 14).
  31. ↑ Докембрий / Б. М. Келлер, К. О. Кратц // Дебитор — Евкалипт. — М. : Советская энциклопедия, 1972. — С. 400—401. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 8).

Литература

  • Иорданский Н. Н. Развитие жизни на земле. — М.: «Просвещение», 1981.
  • Короновский Н. В., Хаин В. Е., Ясаманов Н. А. Историческая геология: Учебник. — М.: «Академия», 2006.
  • Ушаков С. А., Ясаманов Н. А. Дрейф материков и климаты Земли. — М.: «Мысль», 1984.
  • Ясаманов Н. А. Популярная палеогеография. — М.: «Мысль», 1985.
  • Ясаманов Н. А. Древние климаты Земли. — Л.: «Гидрометеоиздат», 1985.
  • J.I. Lunine. Earth: Evolution of a Habitable World. — Cambridge: Cambridge University Press, 1999. — ISBN 0-521-64423-2.

Ссылки