Paleoklíma
A légkör és az óceán evolúciója
A prekambriai idő alatt a Föld éghajlati viszonyai jelentősen megváltoztak. Ennek bizonyítéka látható az üledékes nyilvántartásban, amely dokumentálja a légkör és az óceánok összetételének észrevehető változásait az idő múlásával.
A légkör oxigénezése
A Földnek szinte biztosan volt redukáló légköre 2,5 milliárd évvel ezelőtt. A Nap sugárzása redukáló gázokból szerves vegyületeket hozott létre - metánt (CH 4) és ammóniát (NH 3). Az ásványi anyagok uránszurokérc (UO 2) és a pirit (FES 2) könnyen elpusztulnak egy oxidáló atmoszférában; A redukáló légkört megerősítik ezen ásványok nem oxidált szemcséi a 3,0 milliárd éves üledékekben. Ugyanakkor a 3,45 milliárd évvel ezelőtti sok rostos mikrofosszilis anyag jelenléte a Pilbara-régióban azt sugallja, hogy a fotoszintézis akkor kezdte el oxigént szabadítani a légkörben. A fosszilis molekulák jelenléte a 2,5 milliárd éves kék-zöld algák (cianobaktériumok) sejtfalában bizonyítja, hogy ebben az időszakban ritka oxigént termelő organizmusok léteznek.
Az Archean Eon óceánjai (4,0–2,5 milliárd évvel ezelőtt) sok vulkáni eredetű vasat (Fe 2+) tartalmaztak, amelyet hematitként (Fe 2 O 3) helyeztek el a BIF-ekben. A vasat kombináló oxigént a cianobaktériumok anyagcseréjének hulladéktermékeként szolgáltattuk. A BIF lerakódásának jelentős robbanása 3,1 milliárd és 2,5 milliárd évvel ezelőtt - kb. 2,7 milliárd évvel ezelõtt - megtisztította a vasvas óceánjait. Ez lehetővé tette a légköri oxigénszint észrevehető növekedését. Az eukarióták 1,8 milliárd évvel ezelőtti széles körű megjelenésekor az oxigénkoncentráció a jelenlegi légköri szint (PAL) 10 százalékára emelkedett. Ezek a viszonylag magas koncentrációk elegendőek az oxidatív időjárási körülmények bekövetkezéséhez, amit hematitban gazdag fosszilis talajok (paleoszolok) és vörös ágyak (homokkő hematit bevonatú kvarcszemcsékkel) bizonyítanak. A második fő csúcsot, amely a légköri oxigénszintet 50% -ra emelte a PAL-ra, 600 millió évvel ezelőtt érte el. Ezt jelzi az állati élet első megjelenése (metazoanok), amely elegendő oxigént igényel a kollagén előállításához és az azt követő csontvázok kialakulásához. Ezenkívül a sztratoszférában a prekambriai időszakban a szabad oxigén ózonréteget (O 3) alakított ki, amely jelenleg védőpajzsként szolgál a Nap ultraibolya sugarai ellen.
Az óceán fejlesztése
A Föld óceánjainak eredete korábban történt, mint a legrégebbi üledékes kőzeteknél. A grönlandi nyugati Isuában található 3,85 milliárd éves üledék BIF-eket tartalmaz, amelyek vízbe kerültek. Ezeket az üledékeket, amelyek tartalmaznak a kopott, detrital cirkon szemcséket, amelyek jelzik a víz szállítását, beleágyazzák bazaltos lávákba olyan párnaszerkezetekkel, amelyek akkor alakulnak ki, amikor a lávákat víz alatt extrudálják. A folyékony víz stabilitása (vagyis folyamatos jelenléte a Földön) arra utal, hogy a felszíni tengervíz hőmérséklete hasonló volt a jelenlegihez.
Az archean és a proterozoic üledékes kőzetek kémiai összetételében mutatkozó különbségek két különféle mechanizmust mutatnak a tengervíz összetételének szabályozására a két prekambriai eon között. Az Archean idején a tengervíz összetételét elsősorban a bazaltikus óceáni kéregben történő vízszivattyúzás befolyásolta, ami manapság az óceáni terjedési központokban fordul elő. Ezzel szemben a proterozoikum alatt a stabil kontinentális határvonalak folyókibocsátása volt az ellenőrző tényező, amely először 2,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki. A mai óceánok fenntartják sósságukat egyensúlyban a kontinensektől származó édesvízi lefolyás által szolgáltatott sók és az ásványi anyagok tengervízből történő lerakódása között.
Éghajlati viszonyok
A prekambriai időszakban az éghajlatot befolyásoló fő tényező a kontinensek tektonikus elrendezése volt. A szuperkontinentális formáció idején (2,5 milliárd, 2,1–1,8 milliárd és 1,0 milliárd–900 millió évvel ezelőtt) a vulkánok teljes száma korlátozott volt; kevés sziget-ívek voltak (hosszú, ívelt szigeteláncok, intenzív vulkáni és szeizmikus tevékenységekkel társítva), és az óceáni terjesztési gerincek teljes hossza viszonylag rövid volt. A vulkánok e relatív hiánya az üvegházhatású gázok széndioxidjának (CO 2) alacsony kibocsátását eredményezte. Ez hozzájárult az alacsony felszíni hőmérsékletekhez és a kiterjedt lemerülésekhez. Ezzel szemben a kontinentális szétesés idején, amely a tengerfenék maximális elterjedésének és subdukciójának a vezetéséhez vezet (2,3–1,8 milliárd, 1,7–1,2 milliárd és 800–500 millió évvel ezelőtt), számos vulkán magas CO 2 -kibocsátást eredményezett. óceáni gerincekben és szigeti ívekben. A légköri üvegházhatás fokozódott, felmelegedve a Föld felszínét, és a jegesedés hiányzott. Ez utóbbi feltételek a kontinensek kialakulása előtt az Archean Eonra is érvényesek voltak.
Hőmérséklet és csapadék
A 3,85 milliárd éves tengeri üledékek és párnalava felfedezése Grönlandon folyékony víz meglétét jelzi, és 0 ° C (32 ° F) feletti felszíni hőmérsékletet feltételez Precambrian idő korai szakaszában. A 3,5 milliárd éves stromatolitok jelenléte Ausztráliában körülbelül 7 ° C (45 ° F) felszíni hőmérsékletet sugall. A szélsőséges üvegházhatások az archeánban, amelyet az intenzív vulkanizmus okozta megnövekedett légköri szén-dioxid-szint (a láva kiürülése a tengeralattjáró hasadásaiból) tartotta a felszíni hőmérsékletet az élet fejlődéséhez elég magasra. Ellentétesek voltak a csökkentett napfényvilágítással (a Nap teljes energiatermelésének mértéke), amely a jelenérték 70-80% -ára változott. Ezen szélsőséges üvegházhatások nélkül nem lenne folyékony víz a Föld felszínén.
Ezzel szemben a földtani nyilvántartásban nagyon nehéz megtalálni a csapadék közvetlen bizonyítékait. Néhány korlátozott bizonyítékot szolgáltattak a Grönland délnyugati részén található 1,8 milliárd éves kőzetekben jól megőrzött esőmedencék.
