Precambrian

Tương đối ít thông tin về người Precambrian, mặc dù nó chiếm khoảng bảy phần tám lịch sử Trái đất và những gì đã biết phần lớn đã được khám phá từ những năm 1960 trở đi. Hồ sơ hóa thạch Precambrian kém hơn so với ghi chép của Phanerozoic kế tiếp , và các hóa thạch từ Precambrian (ví dụ stromatolite ) được sử dụng hạn chế trong địa tầng sinh học . ^[2] Điều này là do nhiều đá thời Tiềncam đã bị biến chất nặng nề , che lấp đi nguồn gốc của chúng, trong khi một số khác đã bị phá hủy do xói mòn hoặc bị chôn vùi sâu bên dưới các địa tầng Phanerozoic. ^{[2] [3] [4]}

Người ta cho rằng Trái đất kết tụ từ vật chất trong quỹ đạo xung quanh Mặt trời với vận tốc khoảng 4.543 Ma, và có thể đã bị một hành tinh khác tên là Theia va chạm ngay sau khi nó hình thành, tách ra khỏi vật chất hình thành Mặt trăng (xem Giả thuyết tác động khổng lồ ). Một lớp vỏ ổn định rõ ràng đã được đặt ở vị trí 4,433 Ma, vì các tinh thể zircon từ Tây Úc có niên đại là 4,404 ± 8 Ma. ^{[5] [6]}

Thuật ngữ "Precambrian" được sử dụng bởi các nhà địa chất và cổ sinh vật học cho các cuộc thảo luận chung mà không yêu cầu một tên eon cụ thể hơn. Tuy nhiên, cả Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ ^[7] và Ủy ban Địa tầng Quốc tế đều coi thuật ngữ này là không chính thức. ^[8] Bởi vì khoảng thời gian nằm dưới thời Precambrian bao gồm ba eons ( Hadean , Archean và Proterozoi ), nó đôi khi được mô tả như là một superereon , ^{[9] [10]} nhưng đây cũng là một thuật ngữ không chính thức, không được ICS xác định trong hướng dẫn địa tầng thời gian. ^[11]

Eozoic (từeo-“sớm nhất”) là một từ đồng nghĩa vớitiền Cambri,^[12][13]hay cụ thể hơn làArchean. ^[14]

Vị trí của Landmass gần cuối thời kỳ tiền cổ đại

Ngày cụ thể cho nguồn gốc của sự sống vẫn chưa được xác định. Carbon được tìm thấy trong đá 3,8 tỷ năm tuổi (Archean eon) từ các hòn đảo ngoài khơi phía tây Greenland có thể có nguồn gốc hữu cơ. Các hóa thạch cực nhỏ được bảo quản tốt của vi khuẩn có tuổi đời hơn 3,46 tỷ năm đã được tìm thấy ở Tây Úc . ^[15] Các hóa thạch có thể 100 triệu năm tuổi đã được tìm thấy trong cùng một khu vực. Tuy nhiên, có bằng chứng cho thấy sự sống có thể đã tiến hóa hơn 4,280 tỷ năm trước. ^{[16] [17] [18] [19]} Có một hồ sơ khá chắc chắn về đời sống của vi khuẩn trong suốt phần còn lại (Proterozoi eon) của Precambrian.

Các sinh vật đa bào phức tạp có thể đã xuất hiện sớm nhất vào năm 2100 Ma. ^[20] Tuy nhiên, việc giải thích các hóa thạch cổ đại còn nhiều vấn đề, và "... một số định nghĩa về tính đa bào bao hàm mọi thứ, từ các thuộc địa vi khuẩn đơn giản đến các con lửng." ^[21] Các sinh vật đa bào phức tạp ban đầu có thể có khác bao gồm tảo đỏ 2450 Ma từ Bán đảo Kola, ^[22] 1650 Ma sinh học dạng cacbon ở miền bắc Trung Quốc, ^[23] 1600 Ma Rafatazmia , ^[24] và có thể có 1047 Ma Bangiomorpha đỏ alga từ Bắc Cực thuộc Canada. ^[25] Các hóa thạch sớm nhất được chấp nhận rộng rãi là các sinh vật đa bào phức tạp có niên đại từ kỷ Ediacaran. ^{[26] [27]} Một bộ sưu tập rất đa dạng các dạng thân mềm được tìm thấy ở nhiều nơi trên toàn thế giới và có niên đại từ năm 635 đến năm 542 tr. Chúng được gọi là Ediacaran hoặc Vendian biota . Những sinh vật có vỏ cứng xuất hiện vào cuối khoảng thời gian đó, đánh dấu sự khởi đầu của kỷ nguyên sinh Phanerozoic. Vào giữa kỷ Cambri tiếp theo, một loài động vật rất đa dạng được ghi nhận trong Đá phiến sét Burgess , bao gồm một số loài có thể đại diện cho các nhóm thân của các đơn vị phân loại hiện đại. Sự gia tăng đa dạng của các dạng sống trong thời kỳ đầu Cambri được gọi là sự bùng nổ sự sống trong kỷ Cambri . ^{[28] [29]}

Trong khi đất dường như không có thực vật và động vật, vi khuẩn lam và các vi sinh vật khác đã hình thành các thảm sinh vật nhân sơ bao phủ các khu vực trên cạn. ^[30]

Dấu vết của một loài động vật có phần phụ giống chân đã được tìm thấy trong bùn cách đây 551 triệu năm. ^{[31] [32]}

Phong hóa thời kỳ tiền Cambri nham thạch gối trong Temagami Greenstone Belt của Canadian Shield

Bằng chứng về các chi tiết của chuyển động mảng và các hoạt động kiến tạo khác trong kỷ Precambrian đã được bảo tồn kém. Người ta thường tin rằng các lục địa tiền nhỏ đã tồn tại trước năm 4280 Ma, và phần lớn đất đai của Trái đất được tập hợp lại thành một siêu lục địa duy nhất vào khoảng năm 1130 Ma. Siêu lục địa, được gọi là Rodinia , đã tan vỡ vào khoảng năm 750 Ma. Một số giai đoạn băng đã được xác định đi xa trở lại như Huronian kỷ nguyên, khoảng 2400-2100 Ma. Một trong những nơi được nghiên cứu tốt nhất là băng hà Sturtian-Varangian , vào khoảng 850–635 Ma, có thể đã đưa các điều kiện băng đến tận đường xích đạo, dẫn đến hình thành " Quả cầu tuyết ".

Các bầu khí quyển của Trái đất nguyên chưa được hiểu rõ. Hầu hết các nhà địa chất học tin rằng nó được cấu tạo chủ yếu từ nitơ, carbon dioxide, và các khí tương đối trơ khác, và thiếu oxy tự do . Tuy nhiên, có bằng chứng cho thấy bầu không khí giàu oxy đã tồn tại từ thời kỳ đầu của Archean. ^[33]

Hiện tại, người ta vẫn tin rằng oxy phân tử không phải là một phần đáng kể trong khí quyển Trái đất cho đến khi các dạng sống quang hợp phát triển và bắt đầu sản xuất nó với số lượng lớn như một sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất của chúng. Sự chuyển dịch triệt để này từ một môi trường trơ ​​về mặt hóa học sang một bầu khí quyển oxy hóa gây ra một cuộc khủng hoảng sinh thái , đôi khi được gọi là thảm họa oxy . Lúc đầu, oxy sẽ nhanh chóng kết hợp với các nguyên tố khác trong vỏ Trái đất, chủ yếu là sắt, loại bỏ nó khỏi bầu khí quyển. Sau khi nguồn cung cấp cho các bề mặt có thể oxy hóa hết, oxy sẽ bắt đầu tích tụ trong khí quyển, và khí quyển hiện đại có hàm lượng oxy cao sẽ phát triển. Bằng chứng cho điều này nằm ở những tảng đá cổ hơn có chứa các thành tạo sắt dạng dải khổng lồ được hình thành dưới dạng oxit sắt.

Một thuật ngữ đã phát triển bao gồm những năm đầu tiên của sự tồn tại của Trái đất, vì việc xác định niên đại bằng phương pháp đo phóng xạ đã cho phép xác định ngày tháng tuyệt đối cho các thành tạo và đặc điểm cụ thể. ^[34] Precambrian được chia thành ba eons : Hadean (4600–4000 Ma), Archean (4000-2500 Ma) và Proterozoi (2500-541 Ma). Xem Thời khóa biểu của Người tiền kỳ .

• Proterozoi : eon này đề cập đến thời gian từ ranh giới dưới kỷ Cambri , 541 Ma, trở lại 2500 Ma. Như được sử dụng ban đầu, nó là một từ đồng nghĩa với "Precambrian" và do đó bao gồm mọi thứ trước ranh giới Cambri. Các Proterozoi eon được chia thành ba thời kỳ: các Neoproterozoi , Mesoproterozoi và Đại Cổ Nguyên Sinh .
  • Đại nguyên sinh : Kỷ địa chất trẻ nhất của Đại nguyên sinh Eon, từ ranh giới dưới Kỷ Cambri (541 Ma) trở lại 1000 Ma. Đại tân sinh tương ứng với đá Precambrian Z của địa tầng Bắc Mỹ cũ hơn.
    • Ediacaran : Thời kỳ địa chất trẻ nhất trong Kỷ nguyên đại tân sinh. "Thang thời gian địa chất 2012" có niên đại từ 541 đến 635 Ma. Vào thời kỳ này hệ động vật Ediacaran đã xuất hiện.
    • Kỷ cryogen : Giai đoạn giữa trong Neoproterozoi Era: 635-720 Ma.
    • Tonian : thời kỳ sớm nhất của Kỷ nguyên đại tân sinh: 720-1000 Ma.
  • Mesoproterozoic : kỷ nguyên giữa của Proterozoi Eon, 1000-1600 Ma. Tương ứng với đá "Precambrian Y" của địa tầng Bắc Mỹ cũ hơn.
  • Paleoproterozoic : kỷ nguyên cổ nhất của Proterozoi Eon, 1600-2500 Ma. Tương ứng với đá "Precambrian X" của địa tầng Bắc Mỹ cũ hơn.
• Archean Eon: 2500-4000 Ma.
• Hadean Eon: 4000–4600 Ma. Thuật ngữ này ban đầu được dự định để chỉ thời gian trước khi bất kỳ tảng đá được bảo quản nào được lắng đọng, mặc dù một số tinh thể zircon từ khoảng năm 4400 Ma chứng tỏ sự tồn tại của lớp vỏ trong Hadean Eon. Các ghi chép khác từ thời Hadean đến từ mặt trăng và các thiên thạch . ^{[35] [36]}

Người ta đã đề xuất rằng Precambrian nên được chia thành các kỷ nguyên và kỷ nguyên phản ánh các giai đoạn tiến hóa của hành tinh, thay vì sơ đồ hiện tại dựa trên các tuổi số. Một hệ thống như vậy có thể dựa vào các sự kiện trong bản ghi địa tầng và được phân định bằng các GSSP . Precambrian có thể được chia thành năm eons "tự nhiên", được đặc trưng như sau: ^[37]

1. Bồi tụ và phân hóa: giai đoạn hình thành hành tinh cho đến khi sự kiện va chạm hình thành Mặt trăng khổng lồ .
2. Hadean: bị chi phối bởi các đợt bắn phá hạng nặng từ khoảng 4,51 Ga (có thể bao gồm cả thời kỳ Trái đất nguội sớm ) đến cuối thời kỳ Bắn phá hạng nặng muộn .
3. Archean: một thời kỳ được xác định bởi sự hình thành lớp vỏ đầu tiên ( vành đai đá xanh Isua ) cho đến khi sự lắng đọng của các thành tạo sắt dạng dải do hàm lượng oxy trong khí quyển ngày càng tăng.
4. Chuyển tiếp: thời kỳ tiếp tục hình thành các dải sắt cho đến khi các giường đỏ lục địa đầu tiên .
5. Proterozoi: thời kỳ kiến tạo mảng hiện đại cho đến những động vật đầu tiên .

Sự chuyển động của các mảng Trái đất đã gây ra sự hình thành và chia cắt các lục địa theo thời gian, bao gồm cả sự hình thành không thường xuyên của một siêu lục địa chứa hầu hết hoặc toàn bộ diện tích đất liền. Siêu lục địa sớm nhất được biết đến là Vaalbara . Nó hình thành từ tiền lục địa và là một siêu lục địa cách đây 3,636 tỷ năm. Vaalbara chia tay c. 2,845–2,803 Ga trước. Siêu lục địa Kenorland được hình thành c. 2,72 Ga trước và sau đó đã phá vỡ đôi khi sau 2,45-2,1 Ga vào proto-lục cratons gọi Laurentia , Baltica , Yilgarn Craton và Kalahari . Siêu lục địa Columbia , hay Nuna, hình thành cách đây 2,1-1,8 tỷ năm và tan vỡ khoảng 1,3–1,2 tỷ năm trước. ^{[38] [39]} Siêu lục địa Rodinia được cho là đã hình thành vào khoảng 1300-900 Ma, là hiện thân của hầu hết hoặc tất cả các lục địa trên Trái đất và đã chia thành 8 lục địa vào khoảng 750–600 triệu năm trước. ^[40]

• Phanerozoic  - Kỷ nguyên thứ tư và hiện tại của thời đại địa chất
  • Paleozoi  - Kỷ nguyên đầu tiên của Eon Phanerozoic 541-252 triệu năm trước
  • Mesozoi  - Kỷ nguyên thứ hai của Phanerozoic Eon: ~ 252–66 triệu năm trước
  • Kainozoi  - Kỷ nguyên thứ ba của Phanerozoic Eon cách đây 66 triệu năm cho đến nay

• Valley, John W., William H. Peck, Elizabeth M. King (1999) Zircons Are Forever , The Outcrop năm 1999, University of Wisconsin-Madison Wgeology.wisc.edu - Bằng chứng từ các zircons vụn về sự tồn tại của vỏ lục địa và đại dương trên Trái đất cách đây 4,4 Gyr Truy cập ngày 10 tháng 1 năm 2006
• Wilde, SA; Thung lũng, JW; Cạch, WH; Graham, CM (2001). "Bằng chứng từ các zircons vụn về sự tồn tại của lớp vỏ lục địa và đại dương trên Trái đất cách đây 4,4 Gyr". Bản chất . 409 (6817): 175–178. Mã bib : 2001Natur.409..175W . doi : 10.1038 / 35051550 . PMID  11196637 . S2CID  4319774 .
• Wyche, S.; Nelson, DR; Riganti, A. (2004). "4350–3130 Ma zircons vụn ở Southern Cross Granite – Greenstone Terrane, Tây Úc: những tác động đối với sự tiến hóa ban đầu của Yilgarn Craton". Tạp chí Khoa học Trái đất của Úc . 51 (1): 31–45. Mã bib : 2004AuJES..51 ... 31W . doi : 10.1046 / j.1400-0952.2003.01042.x .

• Siêu lục địa Hậu kỳ Precambrian và Thế giới Nhà Băng từ Dự án Paleomap