előző oldaltartalomjegyzékkövetkező oldal


A Föld és az élet fejlődése

A prekambrium fontosabb földtörténeti eseményei


Archaikum


  • Prekambrium: a földtörténet 7/8-ad része
  • Főleg magmás és metamorf kőzetek jellemzők
  • Archaikum: 4,6-2,5 milliárd év
  • Proterozoikum: 2,5 milliárd-570 millió év
  • A Föld korai differenciációja, a szilárd litoszféra kialakulása: 4,6-4,2 milliárd év
  • A Hold befogása: 3,6 milliárd év

A kezdeti lemeztektonika

  • Melegebb köpeny -> kisebb és gyorsabb konvekciós áramok
  • Vékonyabb, lágyabb és kisebb litoszféralemezek
  • Nem volt riftesedés és szubdukció
  • 3,6-3,8 milliárd évvel ezelőtt kezdődött a maihoz hasonló lemeztektonika

Archaikumi kőzetek

Pajzsterületeken (kratonokon) fordulnak elő
Pajzsterület: archaikumi + proterozoikumi kőzetek
A kontinensek ősi magját képezik
A fanerozoikumi hegységképződések folyamatosan növelték a kontinensek területét

A prekambriumi és fanerozoikumi területek jelenlegi eloszlása

Gránit-gneisz formációk
  • Világosszürke, durvaszemcsés gneisz
  • Grániterek és gránittestek





Archaikumi kőzettípusok megjelenése. A gránit-gneisz kratonokat körülvevő, erősen gyűrt zöldkő-övek metamorfizált bazaltból és üledékes kőzetekből állnak. A terület szélessége kb.100 km, ami az őskontinenseknek a maiaknál sokkal kisebb voltát jelzi

Zöldkő-formációk
  • Bazalt, komatiit
  • Tengeri üledékes kőzetek (grauwacke, agyagpala),
  • Zöldpala metamorfózis kőzetei (szerpentinit, amfibolit)


Zöldkő formációk kialakulásának egyik lehetősége. Az ívmögötti medencében bazaltos vulkanizmus és üledékképződés zajlik. A kontinens és a szigetív kollíziójának bekövetkezésével ezek a kőzetek meggyűrődnek és metamorfizálódnak (zöldpala metamorfózis)

Sávos vasérc formációk
  • Kizárólag 3,8-1,6 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek
  • Vastartalmú és kovarétegek váltakozásából állnak
  • Képződésükben a kékalgák fotoszintézise szerepet játszott

Metamorfizált, gyűrt, uralkodóan hematitból álló archaikumi sávos vasérc (itabirit). Brazilia

Az atmoszféra és a hidroszféra kialakulása

Az atmoszféra eredete
  • 4,6 milliárd évvel ezelőtt: legősibb atmoszféra (a szoláris nebulából származó H2 és nemesgázok)
  • 4 milliárd évvel ezelőtt: másodlagos atmoszféra kezd kialakulni a vulkáni gázokból (vízgőz, CO2, SO2, NH3, CH4, H2S, H2, Ar)
  • 3,8 milliárd évvel ezelőtt: kékalgák fotoszintézise miatt O2 kezd felhalmozódni a tengerben, majd az atmoszférában (néhány század %-a a mai mennyiségnek)

A sávos vasérc képződés és az atmoszféra oxigéntartalmának változása a földtörténet során

Előforduló vegyületek és elemekA Föld a prekambriumbanA Föld maA Vénusz maA Mars ma
Vízgőz (H2O)80%0-4%0,1%0,03%
Szén-dioxid (CO2)17%0,03%93-98%95,3%
Oxigén (O2)-21%nyomokban0,13%
Nitrogén (N2)0,2%78,1%2-5%2,7%
Sósav (HCl)1,7%-??
Argon (Ar)nyomokban0,93%nyomokban0,6%

A feltételezett archaikumi és a mai légkör összetételének adatai. Tájékoztatásul a Föld két szomszédos bolygója, a Vénusz és a Mars légkörének jelenlegi összetétele is fel van tüntetve

A hidroszféra eredete
  • A vizet elsődlegesen a kondrit-meteoritokból származtatják (15-20 % H2O)
  • Föld korai megolvadása: a víz az olvadékba került
  • Vulkanizmus által vízgőzként a légkörbe jutott
  • 4 milliárd évvel ezelőtt: a földfelszín hőmérséklete 100 °C alá csökkent, megkezdődött a víz kondenzációja
  • Korai világóceán: savas, oldott sókat nem tartalmazott
  • A sók a szárazföldekről szállítódtak be, a jelenlegi sótartalom 2 milliárd évvel ezelőtt alakulhatott ki. A sóháztartás egyensúlyában a "black smoker"-ek is szerepet játszanak

"Black smoker" keletkezése. A tengervíz beszivárog a tengeraljzatot alkotó bazaltba. A mélyben lévő magma a vizet felmelegíti, ami felfelé kezd áramlani. A forró víz felfelé áramlása közben a kőzetet oldja, de bizonyos alkotók, így a Na+ és Cl- egy része is kiválik belőle. A tengervízzel érintkezve a kicsapódó anyag fémoxidokat és -szulfidokat is tartalmazó anhidrit-kéményeket épít

A bioszféra megjelenése

Élet: anyagcsere, növekedés, szaporodás, fejlődés

Élő anyag (szerves anyag) építőelemei: C, H, N, O vegyületei

Kísérleti úton előállított "élet": "őslégkör" -> "villámlások" -> aminosavak -> esővel a vízbe kerültek -> fehérjékké csoportosultak -> mikroszférák

Az élet kialakulhatott a "black smoker"-ek környezetében is

Az archaikumi fosszíliák
  • 3,8 milliárd évvel ezelőtt: első fosszíliák: prokarióták (baktériumok és kékmoszatok) -> sztromatolitok
  • Isua-sorozat, Grönland, 3,8 Md év: baktériumok (?)
  • D-Afrika, 3,4 Md év: Ramsey-gömbök, osztódásos szaporodás
  • D-Afrika, Fig Tree sorozat: algaszerű maradványok


Baktériumszerű mikofosszíliák a Ny-ausztráliai Pilbara kraton 3,5 milliárd éves kovapalájából. A legidősebb, minden vitán felül álló ősmaradványok

Ma képződő sztromatolit az árapály övben.
Shark Bay, Nyugat-Ausztrália

A sztromatolitos mészkő metszetén jól láthatók a szakaszos mészkiválást jelző koncentrikus héjak

Proterozoikum


Lemezmozgások és hegységképződés

A proterozoikum határai: 2,5 milliárd év (merev litoszféralemezek kialakulása) - 570 millió év (ediacarai fauna kihalása)

Orogenezisek: több alkalommal, több helyen. Legjelentősebbek: 2-1,9 Md és 1,3-1,1 Md évvel ezelőtt. A hegyláncok erősen lepusztultak.

Ősföldrajzi változások:

  • Az archaikumi kis kontinensek ütközésével 4 nagy kontinens jött létre
  • Kb. 600 mill. évvel ezelőtt ezek egyetlen szuperkontinensbe forrtak -> proterozoikumi Pangea
  • A proterozoikum végén ez 2 darabra szakadt

Kontinensek riftesedése: proterozoikumban több helyen elkezdődött, de nem mindig fejlődött óceáni medencévé (Bushveld, Great Dyke)

Erősen lepusztult felszínű proterozoikumi területek. Finnország

Proterozoikumi kőzetek

  • Metamorf kőzetek, gránit (kollíziós övek)
  • Bázisos magmatitok (riftesedés)
  • Szárazföldi vörös, törmelékes üledékek (O2 a légkörben)
  • Tillit (felszíni hőmérséklet 0 °C alá csökkent). Legjelentősebb jégkorszak: varangani (700 millió évvel ezelőtt)
  • Agyagpala (terrigén eredetű)
  • Mészkő (tengervíz savassága/oldóhatása csökkent, melegebb éghajlat)
  • Dolomit (Mg eredete: korábbi magas Mg-tartalmú bazaltok, komatiit)
  • Evaporit (Bitter Springs F.) -> a tengervíz összetétele a maihoz hasonló

Az élet fejlődése a proterozoikumban

  • 2,5-1,5 Md év: prokarióták (sejtmagnélküliek: baktériumok és kékmoszatok)
  • 1,5 Md évvel ezelőtt megjelentek az eukarióták (sejtmagosok)
  • "Szerves molekula fosszíliák", egysejtűek
  • PAL 1 % -> ózonréteg kialakulása -> az élet a partszegélyig kiterjed
  • Proterozoikum végén: többsejtűek
  • Ediacarai fauna (szilárd váz nélküli, bonyolultabb szervezetek).Eltűnésük jelzi a proterozoikum végét

A későprekambriumi ediacarai faunaegyüttesből származó formák

Az ediacarai faunaegyüttes rekonstrukciója


előző oldaltartalomjegyzékkövetkező oldal