Г.А. Заварзин - Лекции по природоведческой микробиологии (1125587), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Условия на Земле до трансформации ее поверхностных оболочек биотой имели в качестве независимого фактора геологические события, прежде всего поступление материала из глубин Земли. Для докембрия международная классификация н классификация Северной Евразии различаются (рис. 8.3). 309 Эонотема Эратемв Снегемз Эон Эра Период Оенованне кембрна Основание кембрнх )гз зг1 Венд 650 З 20 650 Крногеннй 850 товнй 1000 Стенай 1300 Эктазвй 1400 Калнммнй Верхний (карата ввй) гх х е гн 1000 х 50 Средний (юрматннвй) 1350 З 20 Нюкннй (б)рзявий) 50 1650 к Сзатернй 1800 Орознрнй 2050 в о о е. Верхний каравай 1900 з 50 р» 2300 Сндернй ннй карелий 2500 Верхний 3150х 50 Ннжннй Рнс.
8З. Соотношение международной (А) н российской стратнграфнческой шкал (Б) периодизации основных событий н докембрнн. Даты в млн лет [но: Семнха гов, 1993) 310 Доархейскнй (гадейский) период — от начала формирования Земли до появления первых пород с возрастом менее 3,9 млрд летописывается на основании общих соображений и сопоставления с данными для Луны, относящимися примерно к этому интервалу.
Представляется, что в этот период шла бомбардировка Земли планетезнмалями с локальным разогревом и проплавлением коры, которую В.Е. Хаин назвал призрачной — фантомной. Призрачны н суждения биологов о начале жизни в такой обстановке. Можно сказать, что геологическая среда в этот период так отличалась от архейской, что фантомная бнота этого времени испытывала бы большие затруднения, приспосабливаясь к последующей среде с атмосферой и гидросферой.
В этот период шла интенсивная дегазация Земли с удалением летучих, прежде всего воды, так что в следующий, "геологический" этап своего существования — архей — Земля вступает с гидросферой и атмосферой, Этот ранний этап характерн- зуется однонаправленной эволюцией примерно до 3,5 — 2,5 млрд лет, когда начинают доминировать циклические процессы. "Конец раннеархейского времени, т.е. около 3,5 млрд лет назад, ознаменовался формированием океанической и континентальной коры, мантии, гидросферы и атмосферы, делающей ее сходной с современным обликом Земли..." (Хани и др., 1997, с.
98). В раннеархейское время началось отложение железистых кварцнтов из водной среды в Исуа, и по сумме данных существование биоты в высшей степени вероятно. Таким образом, появлению жизни на Земле предшествует этап формирования геологической среды с атмосферой, гидросферой, литосферой, и можно говорить о первоначальной бноте, правда, не двигаясь дальше признания факта ее существования.
Вместе с тем важно сделать оговорку о различиях в понимании терминов геологами и биологами: геологи, говоря об океане и континенте, обычно имеют в виду океаническую или континентальную кору, а биологи подразумевают под океаном субаквальные, а под континентом (сушей) — субаэральные условия жизни. Основанный на датировании по изверженным породам, анализ архея не дает ясного представления о процессах выщелачивания на континентах и химической дифференциации при седиментогенезе. Представляется вероятным господство физического выветривания н углекислотного выщелачивания, ведущего в первую очередь к выносу щелочных металлов во многих местонахождениях строматолитов и наиболее древних микрофоссилий, обычно интерпретируемых как сходные с цианобактериями.
В это время происходило образование железистых кварцитов. Для него характерны также строматолиты и формирование карбонатных платформ. Развиты гидротермальные процессы. Гидрохимия архейского океана неясна, однако она должна допускать образование кварцитов из кремния. Возможной моделью для нее служит взаимодействие воды с магматическими породами в современных вулканах и образование хлоридно-натрового флюида. В водоемах архея, хотя бы локально, уже присутствуют сульфаты и происходит отложение гипса. Химическое выветриванне на суше связано в первую очередь с углекнслотным выщелачиванием оснонных н ультра- основных изверженных пород и связыванием углекислоты с щелочноземельными металлами в карбонаты, Испарение воды в арндной зоне по исчерпании резерва кальция делает вероятным появление на суше крупных водоемов содового типа. Окислительные процессы в субаэральной обстановке отсутствуют, но в мелководных строматолитах Карелии с возрастом 2,02 млрд лет откладывается рассеянный гематит, придающий им хкрасноцветныйх облик и свидетельствующий о локальной окислительной обстановке.
Таким образом, конец архея-начало протерозоя, по-видимому, имеет уже достаточно развитую прокариотную биосферу, взаимодействующую с поступлением свежего извержен- 311 ного материала из глубин в условиях бескнслородной атмосферы. Места обитания микроорганизмов вполне разнообразны, и имеются типичные фацин. Вместе с тем обитаемая поверхность суши — слой в несколько миллиметров, куда проникал свет, — должна была бы дать место сообществу, аналога которого в современных условиях нет: аноксическому цнано-бактериальному сообществу, способному отдавать кислород в бескнслородную атмосферу (рис. 8.2). Архей кончается хорошо выраженным рубежом гранитоидного магматнзма на уровне 2,6-2,5 млрд лет.
Предполагают, что в раннем протерозое (нижнем карелии) единый материк Пангея 0 раздробился на протоплатформы, в основании которых лежат отложения нижнего протерозоя, с подвижными поясами между ними. Раздробление проявлялось в появлении рифтов в континентальной коре. Вероятно действие тектоники плит с соответствующими ей зонами спрединга и субдукции. Легкие материки перемещались на поверхности как пенка на молоке, или, что точнее, как корка на поверхности жидкой лавы. В протерозое около 2,0-1,9 млрд лет назад происходит сдавливание подвижных поясов и возникают новый гигантский материк Пангея 1 н его антагонист океан Панталасса.
На эволюцию состава морской воды указывает появление растворенных в ней карбонатов. К раннему протерозою относится и переход состава атмосферы от бескнслородной к кислородной. Наиболее характерными членами разреза протоплатформенных чехлов были пестроцветные, континентальные и прнбрежно-морские мелководные толщи терригенных осадков, углеродистых сланцев. На платформах образуется н частично сохраняется осадочный чехол. В океане он постоянно поступал в рецикл.
Осадки составлены преимущественно карбонатами и глинами мелководных бассейнов. Толщи известняков, а чаще доломитов, со строматолитами и железистые кварциты типичны для раннепротерозойских подвижных зон. На территории Северной Евразии наиболее изучены нижнепротерозойскне отложения Карелии и Украинского щита. В Карелии нижнепротерозойские образования подразделяются на комплексы: сумий, сариолий, ятулий, суйсарий.
По В.В. Мележику, здесь господствовала палеогеографическая обстановка относительно небольших водоемов, сменившаяся морскими условиями. В них формировались доломитнзированные строматолиты. Очень характерны для этой зоны шунгиты — отложения восстановленного углерода, иначе высокоуглеродистые негорючие сланцы. На Украинском щите в узкой меридиональной полосе Курско-Криворожской подвижной системы с возрастом 2,6-2,3 млрд лет образовалась мощная железорудная курская магнитная аномалия — КМА. Снизу она представлена террнгенными породами, а вверху — толщей железистых кварцитов с мощностью серии 2,5 км. Ранний протерозой является временем самого крупного железорудного накопления в планетарном масштабе, не повторившегося впоследствии. 312 Ранний протерозой — время радикальной геохимнческой перей ойки.
К причинам ее относят превышение уровня срединно- океанических хребтов уровнем вод; рост железного ядра Земли; изменение состава атмосферы. В эту эру происходят: обогащение кремнеземом выплавляющихся из мантии магматических пород; поступление в воды океана при гидратации кремнезема и карбонатов с широким распространением осадочных карбонатов и кварцитов. Кварциты встречаются практически во всех толщах нижнего протерозоя. Особенно характерно они сочетаются с отложениями железа. Морская обстановка разнообразна, и наблюдаются следы усыхания и появление эвапоритов, включающих гипсы, что свидетельствует о наличии в морских водах сульфатов.
В континентальной обстановке сфо ми овались красноцветные осадочные отложения конгломерасформ р тов, гравелитов, аркозов. Они окрашены в красный цвет, свидет ельствуя о присутствии в атмосфере свободного кислорода. Физико-химическая обстановка протерозойского перехода была смоделирована А. Дроздовской, исходя из термодинамическнх равновесий минералов. Переход восстановительной обстановки в окисленную получился очень резким. Предложенная ею схема химической эволюции основана на "титровании" системы океан-атмосфера-осадочные породы возрастающими к прошлому количествами элементного углерода, что и задавало исходно восстановительные условия.
Ряд термодинамически обусловленных равновесий рисует картину химической эволюции. Особенно наглядно в модели получается период образования железорудных формаций, отмечающих исключительно резкий переход от восстановленного состояния к другому, окисленному. Ранний протерозой послужил временем первой биогенной революции в геохимической истории Земли вследствие биогеохимической сукцессии, вызванной накоплением в атмосфере кислорода. И но к концу этого времени на основе цикла органического углемен клов зо ло формирование системы биогеохимических ци современного типа. Прекратилось позднеархейское накопление осадочного золота.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
