Proterozoikum – Wikipedia

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Drittes Äon der geologischen Zeitskala, letztes Äon des präkambrischen Supereon

Die Proterozoikum ()[2][3][4] ist ein geologisches Äon, das das Zeitintervall von 2500 bis 541 . umfasst Millionen Jahren. Es ist der jüngste Teil des präkambrischen “Supereons”. Es ist auch das längste Äon der geologischen Zeitskala der Erde und wird in drei geologische Epochen (vom ältesten bis zum jüngsten) unterteilt: das Paläoproterozoikum, Mesoproterozoikum und Neoproterozoikum.[5]

Das Proterozoikum umfasst die Zeit vom Auftreten von Sauerstoff in der Erdatmosphäre bis kurz vor der Verbreitung von komplexem Leben (wie Trilobiten oder Korallen) auf der Erde. Der Name Proterozoikum kombiniert zwei Formen letztlich griechischen Ursprungs: protero- bedeutet ‘früher, früher’, und -zoic, ‘des Lebens’.[6]

Die gut identifizierten Ereignisse dieses Äons waren der Übergang zu einer sauerstoffreichen Atmosphäre während des Paläoproterozoikums; mehrere Vergletscherungen, die die hypothetische Schneeballerde während der kryogenischen Periode im späten Neoproterozoikum hervorbrachten; und die Ediacara-Periode (635 bis 541 Ma), die durch die Entwicklung zahlreicher mehrzelliger Organismen mit weichem Körper gekennzeichnet ist und uns die ersten offensichtlichen fossilen Beweise für das Leben auf der Erde liefert.

Die Aufzeichnungen des Proterozoikums[edit]

Die geologischen Aufzeichnungen des Proterozoikums sind vollständiger als die des vorangegangenen Archäischen Äons. Im Gegensatz zu den Tiefwasserablagerungen des Archaikums weist das Proterozoikum viele Schichten auf, die in ausgedehnten flachen epikontinentalen Meeren abgelagert wurden; Darüber hinaus sind viele dieser Gesteine ​​weniger metamorphisiert als archäische, und viele sind unverändert.[7]: 315 Studien dieser Gesteine ​​haben gezeigt, dass das Äon die massive kontinentale Akkretion fortsetzte, die Ende des Archäischen Äons begonnen hatte. Das Proterozoikum zeigte auch die ersten definitiven Superkontinentzyklen und eine völlig moderne Gebirgsbildungsaktivität (Orogenie).[7]: 315–18, 329–32

Es gibt Hinweise darauf, dass die ersten bekannten Vergletscherungen während des Proterozoikums stattfanden. Der erste begann kurz nach dem Beginn des Proterozoikums, und der Nachweis von mindestens vier während des Neoproterozoikums am Ende des Proterozoikums, möglicherweise mit der hypothetischen Schneeballerde der Sturtian- und Marinoan-Eiszeiten.[7]: 320–1, 325

Die Ansammlung von Sauerstoff[edit]

Eines der wichtigsten Ereignisse des Proterozoikums war die Ansammlung von Sauerstoff in der Erdatmosphäre. Obwohl angenommen wird, dass Sauerstoff bereits im Archäischen Äon durch Photosynthese freigesetzt wurde, konnte er sich nicht in nennenswertem Maße ansammeln, bis die Mineralsenken für nicht oxidierten Schwefel und Eisen erschöpft waren. Bis vor etwa 2,3 Milliarden Jahren betrug der Sauerstoffgehalt wahrscheinlich nur 1 bis 2 % seines heutigen Niveaus.[7]: 323 Die Gebänderten Eisenformationen, die den größten Teil des weltweiten Eisenerzes liefern, sind ein Kennzeichen dieses Mineralsenkenprozesses. Ihre Ansammlung hörte nach 1,9 Milliarden Jahren auf, nachdem das Eisen in den Ozeanen vollständig oxidiert war.[7]: 324

Rote Schichten, die durch Hämatit gefärbt sind, weisen auf eine Zunahme des Luftsauerstoffs vor 2 Milliarden Jahren hin. Solche massiven Eisenoxidformationen findet man in älteren Gesteinen nicht.[7]: 324 Die Sauerstoffansammlung war wahrscheinlich auf zwei Faktoren zurückzuführen: die Erschöpfung der chemischen Senken und eine Zunahme der Kohlenstoffverlagerung, die organische Verbindungen absonderte, die sonst von der Atmosphäre oxidiert worden wären.[7]: 325

Subduktionsprozesse[edit]

Das proterozoische Äon war eine sehr tektonisch aktive Periode in der Erdgeschichte. Das späte Archäische Eon bis zum frühen Proterozoikum entspricht einer Periode zunehmenden Krustenrecyclings, was auf Subduktion hindeutet. Ein Beweis für diese erhöhte Subduktionsaktivität ist die Fülle an alten Graniten, die hauptsächlich nach 2,6 Ga entstanden sind.[8] Das Vorkommen von Eklogit (eine Art metamorphes Gestein, das durch Hochdruck, > 1 GPa) entsteht, wird mit einem Modell erklärt, das Subduktion beinhaltet. Das Fehlen von Eklogiten aus dem Archäischen Äon deutet darauf hin, dass die damaligen Bedingungen die Bildung hochgradiger Metamorphismen nicht begünstigten und daher nicht die gleichen Subduktionsgrade wie im Proterozoikum erreichten.[9] Durch das Umschmelzen der basaltischen ozeanischen Kruste durch Subduktion wurden die Kerne der ersten Kontinente groß genug, um den Recyclingprozessen der Krusten zu widerstehen.

Die langfristige tektonische Stabilität dieser Kratonen ist der Grund, warum wir kontinentale Krusten mit einem Alter von bis zu einigen Milliarden Jahren finden.[10] Es wird angenommen, dass 43% der modernen kontinentalen Kruste im Proterozoikum, 39% im Archaikum und nur 18% im Phanerozoikum gebildet wurden.[8] Studien von Condie (2000)[11] und Rinoet al. (2004)[12] deuten darauf hin, dass die Krustenproduktion episodisch stattfand. Durch isotopische Berechnung des Alters der proterozoischen Granitoide wurde festgestellt, dass es mehrere Episoden eines schnellen Anstiegs der kontinentalen Krustenproduktion gab. Der Grund für diese Impulse ist unbekannt, aber ihre Stärke schien nach jeder Periode abgenommen zu haben.[8]

Tektonische Geschichte (Superkontinente)[edit]

Der Nachweis von Kollisionen und Rissen zwischen Kontinenten wirft die Frage auf, was genau die Bewegungen der archaischen Kratonen waren, die die proterozoischen Kontinente bilden. Paläomagnetische und geochronologische Datierungsmechanismen haben die Entschlüsselung der präkambrischen Supereon-Tektonik ermöglicht. Es ist bekannt, dass tektonische Prozesse des Proterozoikums stark den Beweisen tektonischer Aktivität ähneln, wie etwa orogenen Gürteln oder Ophiolith-Komplexen, die wir heute sehen. Daher würden die meisten Geologen zu dem Schluss kommen, dass die Erde zu dieser Zeit aktiv war. Es ist auch allgemein anerkannt, dass die Erde während des Präkambriums mehrere Zyklen des Aufbrechens und Wiederaufbaus des Superkontinents (Wilson-Zyklus) durchlief.[8]

Im späten Proterozoikum (jüngsten) war Rodinia (~1000–750 Ma) der dominierende Superkontinent. Es bestand aus einer Reihe von Kontinenten, die mit einem zentralen Kraton verbunden waren, der den Kern des nordamerikanischen Kontinents Laurentia bildete. Ein Beispiel für eine Orogenese (Bergbauprozesse), die mit dem Bau von Rodinia verbunden ist, ist die Orogenese von Grenville im Osten Nordamerikas. Rodinia entstand nach dem Zusammenbruch des Superkontinents Columbia und vor der Ansammlung des Superkontinents Gondwana (~500 Ma).[13] Das bestimmende orogene Ereignis im Zusammenhang mit der Bildung von Gondwana war die Kollision von Afrika, Südamerika, der Antarktis und Australien, die die panafrikanische Orogenese bildete.[14]

Kolumbien war im frühen bis mittleren Proterozoikum dominant und bis dahin ist nicht viel über kontinentale Assemblagen bekannt. Es gibt einige plausible Modelle, die die Tektonik der frühen Erde vor der Entstehung von Columbia erklären, aber die derzeit plausibelste Hypothese ist, dass es vor Columbia nur wenige unabhängige Kratonen gab, die über die Erde verstreut waren (nicht unbedingt ein Superkontinent, wie Rodinia oder Kolumbien).[8]

Zebra River Canyon, Ost-Namibia

Das erste fortgeschrittene einzellige, eukaryotische und mehrzellige Leben, das als Francevillia-Biota erhalten wurde, fällt ungefähr mit dem Beginn der Ansammlung von freiem Sauerstoff zusammen.[15] Dies könnte auf eine Zunahme der oxidierten Nitrate zurückzuführen sein, die Eukaryoten im Gegensatz zu Cyanobakterien verwenden.[7]: 325 Es war auch während des Proterozoikums, dass sich die ersten symbiotischen Beziehungen zwischen Mitochondrien (in fast allen Eukaryoten gefunden) und Chloroplasten (nur in Pflanzen und einigen Protisten gefunden) und ihren Wirten entwickelten.[7]: 321–2

Die Blüte von Eukaryoten wie Akritarchen schloss die Ausbreitung von Cyanobakterien nicht aus; Tatsächlich erreichten Stromatolithen ihre größte Häufigkeit und Vielfalt während des Proterozoikums und erreichten ihren Höhepunkt vor etwa 1200 Millionen Jahren.[7]: 321–3

Die frühesten Fossilien mit typischen Merkmalen von Pilzen stammen aus dem Paläoproterozoikum vor etwa 2,400 Millionen Jahren; diese vielzelligen benthischen Organismen hatten filamentöse Strukturen, die zur Anastomose fähig waren.[16]

Klassisch wurde die Grenze zwischen dem Proterozoikum und dem Phanerozoikum an der Basis des Kambriums festgelegt, als die ersten Fossilien von Tieren, darunter Trilobiten und Archeocyathiden, sowie die tierähnlichen Caveasphaera, erschienen. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden eine Reihe fossiler Formen in Gesteinen des Proterozoikums gefunden, aber die obere Grenze des Proterozoikums blieb an der Basis des Kambriums fixiert, das derzeit bei 541 Ma liegt.

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Smithsonian Nationalmuseum flickr.
  2. ^ “Proterozoikum – Definition von Proterozoikum auf Englisch aus dem Oxford Wörterbuch”. OxfordDictionaries.com. Abgerufen 2016-01-20.
  3. ^ “Proterozoikum”. Merriam-Webster Wörterbuch.
  4. ^ “Proterozoikum”. Dictionary.com Ungekürzte. Beliebiges Haus.
  5. ^ Speer, Brian. “Das proterozoische Äon”. Museum für Paläontologie der Universität von Kalifornien.
  6. ^ “Proterozoikum, Adj. und n.” OED-Online. Oxford University Press. Juni 2021. Abgerufen 25. Juni 2021.
  7. ^ ein B C D e F g h ich J Stanley, Steven M. (1999). Geschichte des Erdsystems. New York: WH Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-2882-5.
  8. ^ ein B C D e Kearey, P.; Klepeis, K.; Rebe, F. (2008). Präkambrische Tektonik und der Superkontinentzyklus. Globale Tektonik (Dritte Aufl.). S. 361–377.
  9. ^ Vogel, P. (2003). “Ein aktualisiertes digitales Modell der Plattengrenzen”. Geochemie, Geophysik, Geosysteme. 4 (3): 1027. Bibcode:2003GGG…..4.1027B. mach:10.1029/2001GC000252.
  10. ^ Mengel, F. (1998). Geschichte des Proterozoikums. Erdsystem: Geschichte und Variabilität. 2.
  11. ^ Condie, K. (2000). Episodische kontinentale Wachstumsmodelle: nachträgliche Überlegungen und Erweiterungen. Tektonophysik, 322(1), 153–162. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(00)00061-5
  12. ^ Rino, Shuji; Komiya, Tsuyoshi; Windley, Brian F.; Katayama, Ikuo; Motoki, Akihisa; Hirata, Takafumi (August 2004). „Große episodische Zunahmen des kontinentalen Krustenwachstums, die aus Zirkonaltern von Flusssanden bestimmt wurden; Auswirkungen auf Mantelumbrüche im frühen Präkambrium“. Physik der Erde und planetarischer Innenräume. 146 (1–2): 369–394. mach:10.1016/j.pepi.2003.09.024.
  13. ^ Condie, KC; O’Neill, C. (2011). „Die archaisch-proterozoische Grenze: 500 my tektonischer Übergang in der Erdgeschichte“. American Journal of Science. 310 (9): 775–790. Bibcode:2010AmJS..310..775C. mach:10.2475/09.2010.01. S2CID 128469935.
  14. ^ Huntly, C. (2002). Der Mosambik-Gürtel, Ostafrika: Tektonische Entwicklung des Mosambik-Ozeans und der Verschmelzung von Gondwana. Die Geologische Gesellschaft von Amerika.
  15. ^ El Albani, A.; Bengtson, S.; Canfield, DE; Bekker, A.; Macchiarelli, R.; Mazurier, A.; Hammarlund, EU; Boulvais, P.; Dupuy, J.-J.; Fontaine, C.; Fürsich, FT; Gauthier-Lafaye, F.; Janvier, P.; Javaux, E.; Ossa, FO; Pierson-Wickmann, A.-C.; Riboulleau, A.; Sardini, P.; Vachard, D.; Whitehouse, M.; Meunier, A. (2010). „Große koloniale Organismen mit koordiniertem Wachstum in sauerstoffreichen Umgebungen vor 2,1 Gyr“. Natur. 466 (7302): 100–104. Bibcode:2010Natur.466..100A. mach:10.1038/natur09166. PMID 20596019. S2CID 4331375.
  16. ^

Externe Links[edit]


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