Климатические условия архейской эры

Общая характеристика архейской эры

Архейский период занимает одно из ключевых мест в истории развития нашей планеты. Его временная протяженность оценивается примерно в 1,5 миллиарда лет и охватывает промежуток от 4 до 2,5 миллиардов лет назад. Итак, архейская эра продолжительность которой колоссальна, стала эпохой значительных преобразований в земной коре и атмосфере. Именно в этот период архейской эры завершался процесс формирования древнейших континентов и возникали новые горные структуры, преимущественно вулканического происхождения, что повлияло на структуру планеты в целом.

В то время суша представляла собой протоконтиненты, которые позже получили названия Гондвана и Лавразия. Атмосфера Земли в архейскую эру имела крайне малую плотность и по составу существенно отличалась от современной. В ней практически отсутствовал кислород, а преобладали газы, такие как аммиак, метан, водород, двуокись углерода и водяные пары. По современным оценкам ученых, океанические воды имели пониженное содержание соли по сравнению с нынешними океанами.

Исследование пород этого времени связано с особыми трудностями, потому что зачастую древние слои покрыты мощными толщами молодых отложений, а сами архейские породы подверглись сильным изменениям из-за процессов метаморфизма и магматической активности. Выходы древнейших пород на поверхность сохранились преимущественно в пределах щитов, например, в Канаде, на Скандинавском и Сибирском щитах, однако определение их изначального состояния зачастую невозможно. Остатки самой древней коры планеты практически не обнаружены до сегодняшнего дня.

Архейская эра: климатические параметры

Восстановление климата архейской эры – одна из сложнейших задач палеогеографии. В XIX столетии бытовало мнение, что основным источником тепла служило внутреннее земное тепло, поскольку Солнце на начальных этапах не играло ведущей роли. По-видимому, подобное распределение энергии было актуально только для самых ранних этапов, так называемых "лунного" и "нуклеарного" периодов. Однако уже в эру архей Земля приобрела атмосферу и гидросферу, и именно энергия Солнца стала ключевым фактором формирования климата.

Палеоклиматологи отмечают, что свидетельствами разнообразных климатических условий архейского времени становятся находки тиллитов – метаморфизованных ледниковых отложений. Они обнаружены на территориях современных Африки, Австралии, Сибири и Северной Америки, свидетельствуя о существовании областей оледенения даже в столь раннюю геологическую эпоху. Большинство ученых считают, что оледенения имели преимущественно локальный, преимущественно горный, характер. Полярные льды, подобные антарктическим, вряд ли могли появиться из-за отсутствия крупных континентов.

Было установлено, что тиллитовые горизонты чередуются с глинистыми илами; это указывает на смену ледниковых и межледниковых периодов. Из этих немногочисленных данных следует, что архейская эра климат которой нельзя назвать однозначно жарким, проявляла признаки климатического зонирования, точная структура которого пока не раскрыта наукой. Анализы показывают, что в определённые периоды температура атмосферы могла достигать 100–120 °C, а содержание парниковых газов было высоким, что могло оказывать влияние на температуру и влажность на поверхности.

Помимо температуры, на климат большие коррективы вносила вулканическая деятельность, а также зарождающиеся приливные явления и, вероятно, развитие парникового эффекта на глобальном уровне из-за высокой концентрации СО₂. Эти процессы стимулировали колебания климата, чередование теплых и прохладных эпох, что подтверждается геологическими находками и анализом осадочных пород. Неудивительно, что вопросы о параметрах климата архейской эры остаются предметом постоянных дискуссий.

Архейская эра: флора, фауна и ее этапы

Периоды архейской эры обычно объединяют четыре последовательных этапа, которые лучше всего раскрыть в табличном виде. Краткая таблица архейской эры включает: эоархей, палеоархей, мезоархей и неоархей. Чтобы ответить на вопрос сколько длилась архейская эра, необходимо учесть, что полная продолжительность архейской эры – приблизительно полтора миллиарда лет.

1. Эоархей (4,0–3,6 млрд лет назад): Здесь происходит мощная метеоритная бомбардировка, активная вулканическая деятельность, появляются первичные океаны и земная кора. Атмосфера практически не содержит кислорода, флору начинают формировать первые цианобактерии – организмы, получающие энергию от света и производящие кислород.
2. Палеоархей (3,6–3,2 млрд лет назад): Выделяется окончание формирования первых суперконтинентов, сутки становятся короче, формируются первые бактериальные сообщества.
3. Мезоархей (3,2–2,8 млрд лет назад): Реки и океаны становятся домом для продолжительно развивающихся прокариот. Флора обогащается новыми видами одноклеточных, появляется evidence первых крупных событий глобального похолодания (понгольское оледенение).
4. Неоархей (2,8–2,5 млрд лет назад): Завершается формирование обширных массивов земной коры, происходит "кислородная революция" – массовое накопление кислорода в атмосфере, появляются первые многоклеточные микроорганизмы.

Именно в этот период развиваются фотосинтезирующие бактерии, расширяя спектр органических соединений и постепенно насыщая атмосферу кислородом. В архейской эре животные как таковые отсутствовали в современном понимании – преобладали микроорганизмы, главным образом цианобактерии и древние бактерии. Эволюция флоры и фауны шла рука об руку: флора и фауна архея постепенно обогащались новыми формами жизни, но разделение на царства произошло лишь спустя эпохи.

Ближе к завершению архейского времени микроорганизмы эволюционируют – появляется половое размножение, увеличивается разнообразие структур, что способствует ускорению эволюционного процесса. Одним из главных палеонтологических свидетельств этого периода служат найденные строматолиты – древние слоистые структуры, формируемые колониями прокариот.

Подытоживая, можно отметить: эрa архей – важнейший этап истории Земли, время зарождения жизни, формирования первых континентов и начала настоящей атмосферы. Периоды архейской эры сопровождались бурным развитием геологических процессов, сменами климата и революционными событиями в развитии биосферы.