Prekambri

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Prekambrikauden proteroisooisia stromatoliitteja, varhaisia bakteerimattoja kivettyminä.

Prekambri on geologinen ajanjakso, joka ulottuu maapallon synnystä (noin 4 600 miljoonaa vuotta sitten) fanerotsooisen aionin alkuun (541 miljoonaa vuotta) saakka[1]. Prekambri on niin sanottu yläaioni ja se on jaettu kolmeen geologisen ajanlaskun aioniin: hadeeinen aioni, arkeeinen aioni ja proterotsooinen aioni. Prekambri käsittää 88 % maapallon geologisesta ajasta.

Prekambrikausi on heikosti tunnettua aikaa, vaikka se kattaa 7/8 koko maapallon historiasta, koska kyseiseltä ajanjaksolta on säilynyt melko vähän fossiileja. Kauden alussa Maa oli aivan täysin sula, sitten syntyi Maan kiinteä pinta ja alkumeri, kun kaasukehän jäähdyttyä sen vesihöyry satoi Maahan. Alussa oli voimakasta meteoriittipommitusta ja tulivuoritoimintaa. Ilmakehä saattoi olla pitkään kuuma kasvihuone-ilmiön takia, tai viiletä nopeasti. Aurinko oli pitkään nykyistä himmeämpi, ja kasvihuone-ilmiö lämmitti Maata. Varhaisimmat prekambrikauden fossiilit ovat noin 3,5 miljardia vuotta vanhoja bakteereja, monisoluisia tuli vasta kauden lopulla. Merkittävä hyppäys oli aitotumaisten solujen synty, niin kuin myös yhteyttämisen alku ja hapen määrän lisääntyminen alkuilmakehässä noin 2 miljardia vuotta sitten.

Prekambrikauden merkkitapahtumia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kausi voidaan jakaa geologisen ajanlaskun mukaisiin kausiin tai esimerkiksi seuraaviin vaiheisiin:

Maapallo syntyi kasautumalla pienemmistä kappaleista 4,5–4,6 miljardia vuotta sitten. Törmäyshypoteesin mukaan nuoreen Maahan törmäsi Marsin massainen planeetta, ja törmäyksen sinkoamasta aineesta muodostui Kuu[2]. Maapallon vakaa kuori syntyi noin 4 400 miljoonaa vuotta sitten. Väitetään että eloperäistä hiiltä olisi ajalta 4 000 miljoonaa vuotta sitten. Elämää saattoi olla jo 3 850 miljoonaa vuotta sitten, jolla ajalla syntyi rautamuodostumia. Varmempia todisteita elämästä on kuitenkin noin 3 500–3 450 miljoonan vuoden takaa. Ensimmäinen jääkausijakso oli 3 000 miljoonaa vuotta sitten.lähde?

Elämä muodostui aluksi tumattomista bakteerien ja syanobakteerien kaltaisista yksisoluisista eliöistä. Noin 3 000 miljoonaa vuotta sitten bakteerit alkoivat yhteyttää. Ensimmäiset kehittyneet solut, aitotumaiset eli eukaryootit, syntyivät noin 1 800 miljoonaa vuotta sitten. Rauta alkoi oksidoitua jo 2 700 miljoonaa vuotta sitten. 2 500 miljoonaa vuotta sitten hapen määrä alkoi lisääntyä ilmakehässä ilmeisesti syanobakteerien ansiosta. Tästä ajasta lähtien löytyy lukuisia bakteerien mikrofossiileja. Eukaryooteista kehittyi lukuisia erityyppisiä alkueläimiä. Viherleviä saattoi olla 2 300 miljoonaa vuotta sitten.

Monet uskovat että meret olivat suurempia myöhäisellä prekambrilla. Australialainen tutkija Nicolas Flament uskoo, että Maan vaippa oli 200 astetta nykyistä kuumempi voimakkaan radioaktiivisen hajoamisen vuoksi. Tietokonesimulaatioiden perusteella lämpö olisi aiheuttanut laajenemista merenpohjan alla olevassa kuoressa ja muokannut myös mantereista kuorta madaltaen sitä. Kuivaa maata oli 2,5 miljardia vuotta sitten ehkä vain 2-3 %. [3][4] Maassa oli luultavasti myös enemmän vettä. Ajan kuluessa vettä on karannut höyrynä tropopaussin läpi avaruuteen, tosin hitaasti. Tämän toisen oletuksenkin mukaan Maa olisi ollut noin 3 miljardia vuotta sitten suurimmaksi osaksi veden peitossa. Tämän näkemyksen mukaan Maassa on kolmen miljardin vuoden kuluttua elämää vain napojen lähellä, jos Aurinko ei ole silloin liian kuuma.[5].

Noin 2,5 miljardia vuotta sitten Maassa on voinut olla ensimmäinen lumipallomaa-ajanjakso, jolloin koko Maa on ollut kilometrien paksuisen jääkerroksen peitossa,[6]. Merkittäviä määriä happea oli 2 500–2 000 miljoonaa vuotta sitten kivien rautaoksidista päätellen. 1700 miljoonaa vuotta sitten rautaraitoja ei enää syntynyt, ja punaiset kerrostumat muuttuivat tavallisiksi (hapettava ilmakehä). Stromatoliitit, bakteerimadot, yleistyivät 1 800 miljoonaa vuotta sitten. Ehkä jo noin 1 400–1 200 miljoonaa vuotta sitten elivät ensimmäiset monisoluiset levät akritarkeista, hiilisulkeumista päätellen. Ensimmäinen varmasti tunnettu supermanner Rodinia muodostui 1 100 miljoonaa vuotta sitten.

Tutkijat ovat väittäneet happi-isotooppitutkimusten perusteella, että Maa olisi ollut pitkään kasvihuoneilmiön takia kuuma.[7]. Toiset ovat sitä mieltä että Maassa vallitsi lauhkea ilmasto viimeistään 3,3 miljardia vuotta sitten.

Viimeisen 800 miljoonan vuoden aikana on voinut olla neljä lumipallomaavaihetta, jolloin jäätikkö on peittänyt koko Maapallon 10 miljoonaa vuotta tai kauemmin.

Hiilidioksidipitoisuuden lasku prekambrina[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kerrostumista päätellen maapallon keskilämpötila oli korkea prekambrin alussa, vaikka Aurinko oli teorioiden mukaan jopa 70 % nykyistä himmeämpi. Tämän katsotaan johtuvan siitä, että ilmakehässä oli alkuaikoina runsaasti kasvihuonekaasuja kuten metaania. Alkuilmakehässä oli hiilidioksidia arviolta 80 %, mutta jo 3500 miljoonaa vuotta sitten enää 20 %, 2700 miljoonaa vuotta sitten 15 %, 2000 miljoonaa vuotta sitten 8 % ja 600 miljoonaa vuotta sitten 1 %. Happea alkoi kertyä ilmakehään 2200-1850 miljoonaa vuotta sitten[8], jolloin sen määrä kasvoi nopeasti 15 %:iin.

Prekambrikauden kerrostumissa huomataan voimakasta happi-18:n kulumista, joka viittaa myöhemmissä kerrostumissa korkeaan lämpötilaan.[9] Lämpötila prekambrikaudella olisi tämän mukaan ollut kymmeniä asteita nykyistä korkeampi. Erään arvion mukaan Maan keskilämpötila oli 80 celsiusastetta 3,8 miljardia vuotta sitten, 40 astetta 3,0 miljardia vuotta sitten ja 20 astetta 2 miljardia vuotta sitten. Tämän jälkeen maan keskilämpötila on ollut aina alle 30 astetta.

Toiset tutkijat olettavat vanhojen kerrostumien köyhtyneen happi-18:sta jostain muusta syystä kuin kuumuudesta, ja että Maa olisi ollut viimeistään 3,3 miljardia vuotta sitten yhtä viileä kuin nyt, ja ensimmäinen jääkausijakso saattoi olla jo 2,9 miljardia vuotta sitten.[9]

Jotkut sanovat, että alussa Maassa oli korkeapaineinen hiilidioksidi-ilmakehä, joka aiheutti n. 230 °C lämpötilan, mutta joka painoi veden kiehumispisteen niin korkeaksi, että vesi saattoi pysyä nesteenä hyvin kuumana.

Väitetään myös maapallon jäätyneen kokonaan prekambrin loppupuolella.

Prekambrin jako[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Prekambrin jako International Commission on Stratigraphyn (ICS) v2013/01 mukaan[1].

Aioni Maailmankausi Kausi Ajoitus (miljoonaa vuotta sitten)
Prekambri Proterotsooinen aioni Neoproterotsooinen maailmankausi Ediacarakausi ~635-541,0 ±1,0
Kryogeenikausi 850- ~635
Tonian 1000-850
Mesoproterotsooinen maailmankausi Stebian 1200–1000
Ectasian 1400–1200
Calymnian 1600–1400
Paleoproterotsooinen maailmankausi Statherian 1600–1800
Orosirian 2050-1800
Rhyacian 2300–2050
Siderian 2500–2300
Arkeeinen aioni Neoarkeeinen maailmankausi 2800–2500
Mesoarkeeinen maailmankausi 3200–2800
Paleoarkeeinen maailmankausi 3600–3200
Eoarkeeinen maailmankausi 4000-3600
Hadeeinen aioni ~4600-4000

Arkeeiselta kaudelta löytyviä kerrostumia:

  • Randian 2825 miljoonaa vuotta sitten
  • Swazian 3525 miljoonaa vuotta sitten
  • Isuan 3875 miljoonaa vuotta sitten, vanhin elämä löytynyt täältä.

Proterotsooisen kauden kerrostumia:

  • Riphean
    • Karatau 1100 miljoonaa vuotta sitten
    • Yurmatian 1375 miljoonaa vuotta sitten
    • Burzyan 1675 miljoonaa vuotta sitten
  • Animikean 2225 miljoonaa vuotta sitten
  • Huronian 2475 miljoonaa vuotta sitten (jääkausi).

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b K.M. Cohen, S. Finney, P.L. Gibbard: International Chronostratigraphy Chart (PDF) Tammikuu 2013. International Commission on Stratigraphy (ICS). Viitattu 22.6.2013. (englanniksi)
  2. Webb, S: "Missä kaikki ovat?", sivu 213, Ursa 2005
  3. Meri peitti kauan lähes koko maapallon. (sivu 17) Tieteen kuvalehti, 2009, nro 7.
  4. Early Earth 'was covered in water' (News) Earthdive-laitesukellussivusto. 1. tammikuuta 2009.
  5. Scientific American May 2009, The Planetary Air Leak, David j. Catling, Kevin J, Zahnle, sivu 36-, kuva sivu 35
  6. Webb, S: "Missä kaikki ovat?", sivu 200, Ursa 2005
  7. James F. Kasting, Mary Tazewell Howard, "Atmospheric Composition and Climate on the Early Earth", Phil. Trans. R. Soc. B 361, 1733-1742 (2006)
  8. http://www.ima.umn.edu/talks/workshops/10-29-11-2.2001/kasting/kasting.pdf
  9. a b James F. Kasting & M. Tazewell Howard Atmospheric composition and climate on the early Earth