Эра архейская полезные ископаемые

За палеоархеем следует Мезоархей 3,2 — 2,8 млрд. л.н.
Примерно 2,8 млрд. лет назад первый в истории Земли суперконтинент начал раскалываться.

Н еоархей 2,8 — 2,5 млрд л.н.- последний период архейской эры, закончившийся 2,5 млрд. лет назад, является временем формирования основной массы континентальной земной коры, что свидетельствует об исключительной древности континентов Земли.

Атмосфера и климат архейской эры.

В самом начале архейской эры воды на Земле было мало, вместо единого океана существовали лишь мелководные бассейны, которые не были соеденены между собой. Атмосфера архейской эры, в основном, состояла из углекислого газа СО2 и плотность ее была гораздо выше нынешней. Благодаря углекислой атмосфере температура воды достигала 80-90°С. Содержание азота было маленьким, порядка 10-15%. Кислорода, метана и других газов почти не было. Температура атмосферы достигала 120°С.

Флора и фауна архейской эры

Архэйская эра это время зарождения первых организмов. Первыми жителями нашей планеты были анаэробные бактерии. Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обуславливает разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариотические (доядерные) цианобактерии и синезеленые водоросли. Появившиеся затем эукариотические зеленые водоросли выделяли ватмосферу из океана свободный кислород, что способствовало возникновению бактерий, способных жить в кислородной среде.
В это же время – на границе архейской протерозойской эры произошло еще два крупных эволюционных событий – появились половой процесс и многоклеточность. Гаплоидные организмы (бактерии и синезеленые) имеют один набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется у них в фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гаплоидные организмы непрерывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды, вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах.

источник

Считается, что в архейских породах полезные ископаемые развиты слабо. На самом деле это не так. Рудные аккумуляции архея реликтовые, удивительные уже тем, что дошли до наших дней. Они характеризуются разнообразием минеральных составов, в некоторых регионах — многочисленностью, высокой плотностью размещения. Архейские толщи, доступные для изучения лишь на 12% площади континентов (2-3% площади Земли), содержат многие виды полезных ископаемых (рис. 7.8). По генезису архейские месторождения делятся на эндогенные, как правило, глубоко метаморфизованные, и гипергенные метаморфогенные осадочные и вулканогенно-осадочные. Эндогенные аккумуляции распадаются на две группы: базальтоидную, связанную с зеленокаменными поясами, и гранитоидную в пределах гранито-гнейсовых куполов. Эндогенные месторождения архея по геодинамическим условиям формирования явно относятся к тем, что возникали в обстановках растяжения (связанные с коматиитовыми сериями, прочими базитами-ультрабазитами) и сжатия (ассоциирующие с гранитоидами).

Медно-никелевые, с платиноидами и золотом, месторождения. Специфику архейского рудогенеза подчеркивают бессернистые никелевые месторождения с треворитом NiFe2O4, известными на юге Африки. Прежде всего, это Бон Аккорд в хребте Барбертон, сформировавшееся 3,7 млрд лет назад. Другим впечатляющим примером является месторождение Персиверенсв Зимбабве. Архейские (3,7 млрд лет) никеленосные залежи там представлены линзами массивных пирротина, пентландита, халькопирита. В покровах толеитов и туфов Барбертона находятся залежи с Cu, Ni, МПГХантерс Роуд, Дамба-Иниати, Трожен.

Потоки сульфидных руд в миллионы тонн каждый выполнили древнейшие неровности в рудном районе Маунт Кейт,кратон Йилгарн (Западная Австралия). Его богатые медно-никелевые руды, ассоциирующие с коматиитами (запасы 260 млн т), содержат 0,1% кобальта. В серии коматиитовых потоков (3 млрд лет) локализованы залежи массивных пирротин-пентландит-пиритовых, с халькопиритом, руд месторождения Агнью с содержаниями никеля 2%, возможно, крупнейшего в мире. С коматиитами архея связано медно-никелевое с кобальтом месторождение Камбалда на западе Австралии. Cредние содержания кобальта в его рудах — 0,2% (максимальные для всех магматогенных месторождений Земли; в прочих месторождений Со в 2-3 меньше). Руды также содержат 5,7 г/т платиноидов, 0,5 г/т золота, иридий.

На западе кратона Йилгарн в зеленокаменном поясе возрастом 3,2 млрд лет коматииты вмещают пласты богатого платинового месторождения Ягвинда-Брук. Более молодым (2,8 млрд лет), является месторождение Уиндимурра.В толще мощностью 5 км, состоящей из слоев габбро-норита (1200 м), анортозита, троктолита имеются горизонты с платиноносными зонами и с концентрациями до 8,2 г/т МПГ.

В кратоне Пилбара месторождения находятся в расслоенных мафит-ультрамафитовых массивах с сульфидной медно-никелевой минерализацией Мунни-Мунни, Маунт-Шолл, Андовер. В породах повышены концентрации ванадия, фосфора, титана, циркония, МПГ+ золота до 0,15 г/т. Архейские рудоносные коматииты западноавстралийских месторождений Спарговилл,Скотия разрабатывают на МПГ (0,1-5-6 г/т), медь и никель. Упоминают и более высокие концентрации платиноидов для месторождения Маунт-Стюарт — до 110 г/т.

В Центральной Финляндии древние медно-никелевые руды локализованы в широтной Главной рудной зоне. Архейское месторождение Коталахтисчитается одним из наиболее крупных. Его вертикальная рудная залежь мощностью 0,7 км при длине 1,3 км находится в гнейсах архея и прослежена в глубину на 1км. Запасы богатых медно-никелевых руд здесь оценены в 10 млн т при содержании никеля 0,7%, меди -0,27%.

В России известна Саянская никель-платиноносная провинция на юге Красноярского края и в Иркутской области. Сульфидно-никелевая и платиноидная минерализация связана с массивами ультрабазитов зеленокаменных поясов. сульфидами Ni, Co, Cu, а также Pt, Pd (ультрабазиты офиолитов обогащены Cr, Pt, Os, Ir). На площади архейского месторождения Кингашское продуктивна пентландит-пирротин-халькопиритовая минеральная ассоциация.

Хромиты. Месторождения хромитов появляются с середины архея. Это Селукве в Зимбабве (3,5 млрд лет), Лаго(Сьерра Леоне), проявления и промышленное месторождение довольно богатых (Cr2O3 -25%) руд Фискенессетпояс Исуа, Гренландия, 3,0 млрд лет. Известна очень важная для экономики США группа архейских месторождений хромитовСтиллуотер. Она занимает в южной Монтане склоны гор Бэртут и связана с массивом габброидов (анортозитов) площадью до 600х100 км. Интрузив называют также пластиной ультрабазитов, внедрившихся по субмеридиональной структуре, приводя иные параметры — длина тела до 50 км, мощность более 5 км. Возраст залежей, по одним данным, — 2,8-2,7 млрд лет, по другим, — 3,2 млрд лет. Наиболее продуктивен перидотитовый горизонт, где до 13 зон с хромитами. Они содержат до 2% сульфидов и до 20 г/т платиноидов. Особенно заметна повышенная доля родия и палладия. Платиноиды концентрируются в горизонте 1-М (богатый сульфидный риф Пикет-Пин) мощностью 3 м и протяженностью 40 км. Запасы Cr2O3 — 2,5 млн т, что составляет 80% ресурсов хрома США.

Определенно архейскими являются многочисленные (около 30) месторождения хромитов рудного поля Андриамена на востоке Мадагаскара. Залежи локализованы среди низкощелочных базальтоидов спилит-диабазовой формации, гипербазитов-базитов габбро-пироксенит-перидотитовой формации в полосе до 150 км в глубоких трогах, рассекших катархейское основание.

Колчеданные медные, полиметаллические, медно-молибденовые порфировые. На Канадском щите насчитывают 84 полиметаллических месторождения, залежи которых возникли в позднем архее. Среди них известные Норанда (2,7 млрд лет), Тимминс (2717 млн лет). В рудах преобладает цинк. На месторождениях Батерст-Слейв и Кидд-Крик соотношение Cu:Zn:Pb = 1:3:0,1. Нередко руды содержат золото, ртуть, молибден.

На северо-востоке и юго-западе Карельского кратона известно около 20 позднеархейских объектов — медно-молибденовых порфировых и золото-полиметаллических. Среди них: Лобаш-1, группа Пяяваара (Ширкояраи, Муштаоя), группа Костомукша (Восточное, Кургелампи), группа Идель (Парандово, Кочкома), группа Южно-Сегозерская (Бергаул, Петель-Губа), группа Хаутаваара (Центральное-Хаутоваара), группа Северного Приладожья (Ялонваара, Соанваара, Хатуноя), группа Кадилампи и т.д. Еще одно древнее молибден-порфировое месторождение — Ялонваара. С апикальными выступами штока гранитоидов ассоциирует медно-порфировое оруденение, молибдошеелит-шеелитовая кварцево-жильная минерализация. Штокверковые, вкрапленно-прожилковые, жильные руды Ялонваары содержат молибденит, халькопирит, пирит, сфалерит, кубанит, шеелит, молибдошеелит, теллуриды и сульфотеллуриды висмута, самородные висмут и серебро.

Мусковитовые и редкометалльно-редкоземельные пегматиты, кварцево-жильные и другие образования. Древнейшие пегматиты представлены в Зимбабвийско-Трансваальском (Себаквийско-Булавайском) поясе. Среди них месторождения со средними датами 2,65 млрд лет Солсбери, Лимпопо, Литаба, хребет Мурчисона,содержащие берилл, литиевые минералы, поллуцит Cs[AlSi2O6]. Позднеархейские (2,65 млрд лет) пегматиты Бикита (Бакита), Зимбабве, содержат минералы Li, Be, TR, Sn. В Капской провинции ЮАР кварцево-жильные образования Стеенкампс-Крааль датированы 3,5-3,0 млрд лет. Рудное тело мощностью 4-9 м прослежено на 270 м. Залежи содержат Cu, TR, Th. Концентрации монацита достигают 80%, циркона — 2%. Запасы монацита 250 тыс. т. Среди гранулитов архейской системы Кейс распространены тела метасоматитов и жилы кварца месторождения Книдес-Вест, ЮАР с залежами цериевого минерала ортита, подсчитанные запасы которого составляют до 1500 т.

На западе Австралии, в блоке Пилбара, известны тантало-ниобиевое, с бериллом и касситеритом месторождения Уоджина, Муллиела. В их пределах — две группы архейских (2,83 млрд лет) пегматитов. Одна представлена альбитовыми разностями и залегает среди рассланцованных метакоматиитов (собственно Уоджина), вторая — альбит-сподуменовая, — в метапилитах. В интервале 3,0-2,9 млрд лет сформировалась наиболее практически значимая вторая группа с танталитом, уоджинитом (Ta, Nb, Mn, Sn, Fe)2O4, бериллом, касситеритом. С верхнеархейскими гранитоидами связывают Гринбушес,возникшее в неоархее. Его пегматиты содержат танталит, микролит (Ca,Na)2(Ta,Nb,Ti)2O6 (OH,F,O), касситерит и запасами Та2О5 16640 т. Месторождение дает четверть мировой добычи тантала. В рудах более 2,5% лития. Столько же получают и на Уоджине.

Архейские пегматиты хорошо изучены в Скандинавии. Среди них: Бастнез,Швеция, архейские скарны с церитом; Иттерби, Швеция, архейские пегматиты. Одним из ранних примеров циркониево-редкоземельных руд является позднеархейское Сахарйокское месторождение на Кольском полуострове. Его руды связаны с кольцевым щелочным интрузивом.

В позднем архее на площади гранитно-зеленокаменного пояса в Западной Австралиивозникло первое вольфрамово-молибденовое месторождениеМаунт Мьюлджин. Его залежи локализованы в скарнах и кварцево-жильном штокверке, грейзенах гранитно-зелено-каменного пояса Западной Австрали. Позднее (2,57 млрд лет) в пределах Амазонского кратона появились первые золото-медные оксидные залежи бразильскогоКаражас.

Золото. Архейские аккумуляции золота в некоторых регионах многочисленны. Эндогенные месторождения тяготеют к зеленокаменным поясам, экзогенные — к джеспелитам. Только в горах Барбертон Южной Африки в 1970-е годы эксплуатировали более четырех тысяч архейских жильных и джеспилитовых преимущественно малых и средних месторождений, добыв 2500 т золота. Наиболее крупные из них Шеба, Фалью- стратиформные, с рассеянной вкрапленностью пирита, арсенопирита, пирротина в туфогенных породах среди коматиитовых потоков и в субвулканитах коматиит-базальтовой формации. Огромно количество (тысячи) промышленных месторождений золота, ассоциирующих с железистыми кварцитами, имеется в Зимбабве (Антелоп, Кам энд Мотор, Венайс и др.).

В Бразилии первично осадочным является архейское месторождение Морру Велью,штат Минас Жераис. Его стратифицированные кварц-золоторудные тела локализованы среди джеспилитов. Лентообразное рудное тело Главное (прослежено до глубины 2,5 км по вертикали, на 5 км по простиранию, мощность — 0,5-28 м) — в горизонте слюдисто-кварц-анкеритовых сланцев. Месторождение дало в 1833-1984 г.г. 313 т золота.

Эндогенные аккумуляции золота, широко представлены в Венесуале и Гайане. Изархейских кварцевых жил с золотом и турмалином среди турмалин-пиритовых метасоматитов месторождения Эль Кальяо, Венесуэла за 1970-е г.г. добыли около 60 т золота. Для нового месторождения золотоносных руд в Гайане, по данным разведочных работ, подсчитано 40,6 млн т руды с содержанием 2 г/т золота.

На границе провинций Онтарио и Квебек Канады находится позднеархейское крупное месторождение золота Кёркленд Лейк. Отсюда только за 1912-1986 г.г. получили 721 т металла; в недрах его осталось еще 20-30 т. В Квебеке находятся также важные архейские месторождения Хоурн, Боскьют, Сильверстак, Сигма Ламак. Хоурн- наиболее ранняя крупная аккумуляция золота сульфидных залежах. Оно считается позднеархейским вулканогенно-колчеданным. В примыкающей к Квебеку с запада провинции Онтарио находятся многие месторождениями золота (Дуайон, Думагами, Буске, общие запасы руды 14,2 млн т, содержания 3,87 г/т Au); гидротермалиты с золотом по породам базальт-андезит-дацитовой формации (Доум и др. района Тимминг); сульфидно-анкерит-кварцевые жилы, метасоматиты по породам коматиит-базальт-андезитовой формации (Холлинджер-Перкьюпайн, Мак Интайр); медно-колчеданные, с серебром, руды среди риолитов (Кидд-Крик, 2,7 млрд лет, добыто более 2 тыс. т Ag.). Очень интересны месторождения Хемло и Тек-Корона на западном фланге пояса Абитиби, имеющем собственное название «пояс Хемло-Херон-Бей». Аккумуляции считаются архейскими, но, судя по присутствию летучих, претерпели реювенацию в мезокайнозое.

На Северо-Западных территориях Канады, на месторождении Лупин золотоносный пласт мощностью 1-25 м прослежен на 0,6 км. Золоторудные фации находятся в основании горизонтов кварцитов. Другое интересное архейское золоторудное месторождение — Пикл Кроу, Квебек. Его залежив толще архейских основных метавулканитов связаны с кварцитами (добыто 17,6 т золота) и штоком субвулканических кварцевых порфиров (добыта треть из 45 т извлеченного на месторождении Au). Руды кварцевые, сульфидов (пирротин, арсенопирит, реже пирит, халькопирит) до 1-2%. Среднее извлекаемое содержание — 14 г/т.

Сульфидно-кварцевое месторождение Сааттопора в архейских высокометаморфизованных гнейсах финской Лапландии разрабатывают с середины 1988 г. Его тела локализованы на контакте графитизированных туффитов и измененных коматиитов. Запасы действующего карьера оценены в 680 тыс. т руды, содержащей 3,6 г/т золота и 0,3% меди. Архейским золото-сульфидным и тоже эксплуатируемым является и Пампало, зеленокаменный пояс Иломантси, Восточная Финляндия. К настоящему времени там добыто около 1,8 т золота.

В Индии (штат Андхра-Прадеш) в коматиитах и вулканогенно-осадочных кварцитах известно месторождение Колар.Из него за три тысячи лет эксплуатации добыто до 850 т золота. Оруденение прослежено шахтой до глубины 3,5 километра. По простиранию жилы тянутся до 8 км. Содержание составляет до 15 г/т. При этом типичное архейское золото Колара вовсе не «грязно» (богатое примесями), а высокопробное, (900-950), малосеребряное.

Au-аккумуляции особенно распространены в блоке Йилгарн, Австралия, где имеется ряд месторождений. Типичным и очень крупным является Калгурли, разрабатываемое с 1893 г. Известно около 300 залежей мощностью от 0,6-1,0 м до 24 м. Вмещающие породы (первично — амфиболиты) осветлены, лиственитизированы, что выражено в развитии серицита, кварца, карбоната. Возраст месторождения — 3180 млн лет (Rb/Sr). Главные ресурсы золота находятся в пирите (80%, 31-33 г/т), а остальное золото — в теллуридах. Это и есть причина для отнесения месторождения к золото-теллуридной формации колчеданно-полиметаллического типа. Руды вкрапленные сульфидные, собственно кварцевых жил немного. Золота в залежах — 12-14 г/т, свинца — до 20%, серебра -200 г/т и более. Месторождение дало 90% добычи серебра в стране -700-800 т и ежегодно обеспечивает половину его добычи. С 1893 г. до 1962 г. здесь добыли 1033,45 т золота, в недрах еще оставалось 94 т.

Характеризуя экзогенное рудообразование в архее, нельзя не упомянуть архейско-протерозойские гигантские золото-урановые скопления осадочного бассейна Витватерсранд,к масштабам которых не приближается ни одна подобная аккумуляция в мире: здесь добыто 40,5 тыс. т золота и 136,7 тыс. т U3O8. Бассейн, подстилаемый породами с возрастом 3,0-3,1 млрд лет (350 км х 25-100 км) занимает площадь 50 тыс. км2.

Железные руды. Магнетит-грюнерит-сидеритовые залежи вулканогенно-осадочного происхождения пояса Исуа Западной Гренландии (3670 млн лет) самые древние из известных, но — уже представители полосчатой железистой формации. Несколько более поздними, но тоже раннеархейскими, оказываются кварц-магнетитовые гранулиты Зимбабвийско-Трансваальского щита (3,3-3.4 млрд лет), кварц-амфибол-магнетитовые руды Канадского щита (докиватинские, 3,0-3,75 млрд лет), магнетитовые, магнетит-пироксеновые залежи в гнейсах Индостана и т.д. Все они отнесены к железисто-кремнисто-гнейсовой формации.

На Восточно-Европейской платформе известно множество месторождений архейских железных руд джеспилитов — в Приазовье, Карелии (Костомукша), на Кольском полуострове (Оленегорский узел), Кривбасс. В отличие от протерозойских, в образовании архейских железных руд особенно заметен вклад эндогенного компонента, поступавших по разломам флюидов и некоторых металлов-примесей. В Оленегорскомжелезорудном районе запасы руд — около 2 млрд т, содержания железа — 32%.

Трансваальский (Каапваальский) и Зимбабвийский архейские кратоны (Южная Африка), разделенные позднеархейским поясом Лимпопо, содержат на разных уровнях разрезов древние железистые кварциты. Они представлены архейскими кварц-магнетитовыми гранулитами и карбонатно-силикатно-магнетитовыми рудами протяженностью до 10-16 км, мощностью от первых до сотен м (6-40 м, в среднем). В архейской части разреза щита Карнатака (на юго-востоке Индостана) скопления железа ассоциируют с глубинными чарнокитами, имеющими возраст 3,8 млрд лет. Джеспилиты прослежены на 4 км. Их мощность — 10-30 м. сумма Fe2O3 и FeO составляет 4-36%, содержания магнетита — 7-40%.

Отмечается как крупнейший для неоархея (2,65, 2,7 млрд лет) район железорудного накопления Каражасна Амазонском кратоне, север Бразилии. Основными промышленными объектами здесь часто оказываются не сами древние толщи, но меловые и кайнозойские коры выветривания по ним. В гнейсовом комплексе Иматака Южной Америки (2,9-3,2 млрд лет) полосчатые силикатно-кварц-магнетитовые руды встречены в линзах и сопровождаются телами гондитов, состоящих из кварца и марганцевистого граната-спессартина.

Марганцевые руды. Среди нижнеархейских джеспилитов дхарварской системы (3,4-2,8 млрд лет) на юге щита Карнатака в Индии имеются существенномарганцевые гранат-пироксен-железистые горизонты (месторождение Саргур). Эти марганцевые образования (Mn до 19%, Fe -8-53%, экономически значимые содержания селена) имеют мощность до 20 метров и прослеживаются до 5 км. Марганец содержится в клинопироксене (до 10%) и гранате (до 30%). В штатах Мадхья-Прадеш и Махараштра Центральной Индии пласты марганценосных образований архея имеют мощность до 10-15 метров в месторождениях Балагхат, Барода, Донгри Бузурц, Ситалар, Панч Махал. Они представляют реликты архейских кор выветривания, метаморфизованных при высокотемпературном метаморфизме в неоархее и палеопротерозое. В пластах оксидных руд марганца может быть более 40%. На месторожденииБалагхат пласты марганценосных образований имеют мощность до 10-15 м.

Марганцево-железные руды Намакваленда, ЮАР прослежены на 8 км. Они состоят из якобсита MnFe2O4, криптомелана K2Mn8O16, биксбиита (MnFe)2O3, псиломелана mMnOxMnO2nH2O, пиролюзита MnO2, гематита.

Высокоглиноземистые породы. Архейские кианитовые породы выявлены на месторождении Сапса Буру, Северная Индия. Их состав (%): SiO2 — 32,65, TiO2 — 0,19, Al2O3 — 63,60, Fe2O3 — 2,18, MgO — 0,62, CaO -0,94, H2O — 0,45.

Корундово-кианитовые образования Чайнытского и Джилиндинского месторождений Алданского щита Сибирской платформы имеют форму пластовых линз. Они приурочены к единому стратиграфическому уровню, содержат примесь маргарита, рутила, диаспора, турмалина и по составу очень схожи метаморфизованными с бокситами и боксито-каолиновыми породами, а также с подобными архейскими образованиями Намакваленда, ЮАР и Индостана. Все они признаются древнейшими корами выветривания с возрастом около 3 млрд лет.

Среди прочих типов экзогенных полезных ископаемых архея отметим титан-циркониевые россыпи (Кусинско-Златоустовскийблок, Средний Урал).

источник

Архей или Архейский эон — один из четырёх главных периодов в истории Земли, длился от 4,0 до 2,5 млрд лет назад. В это время на Земле ещё не существовало кислородной атмосферы, но появились первые анаэробные бактерии, которые сформировали многие ныне существующие залежи полезных ископаемых: серы, графита, железа и никеля.

Архейский эон делится на 4 эры. Датировка эр условная, не основана на стратиграфии:

1. Для Архея характерно образование первичных крупных водоемов (морей и океанов), появление первых признаков жизни в водной среде, образование древнего рельефа Земли, похожего на рельеф Луны.

2. В архее произошло несколько эпох складчатости. Образовался мелководный океан с множеством вулканических островов. Сформировалась атмосфера, содержащая пары воды, СО, СО₂, СН₄ NH₃ H₂S, SО₄ и других газов. Появился свободный кислород.

3. С появлением атмосферы и гидросферы начался процесс физического выветривания, т. е. разрушения горных пород под воздействием воды, ветра, температуры, внутренних сил. Продукты разрушения переносились, переотлагались и образовывали осадочные отложения.

4. В конце архея возникла жизнь, которая не прерывалась на Земле в течение всей истории ее развития.

Первый период архейской эры длился приблизительно 400 млн лет. Данный период характеризуется усиленными метеоритными дождями, формированием вулканических кратеров и земной коры. Начинается активное формирование гидросферы, появляются изолированные друг от друга соленые водоемы с горячей водой. В атмосфере преобладает углекислый газ, температура воздуха доходит до 120 °С. Появляются первые живые организмы – цианобактерии, которые начинают производить кислород при помощи фотосинтеза. Происходит образование гипотетической Ваальбары – основного земного материка. К началу

Следующий период эры Архея захватывает промежуток времени в 400 млн лет. Магнитное поле Земли усиливается за счет повышения твердости земного ядра. Это благоприятно сказывается на условиях жизни и развития простейших микроорганизмов. Сутки длятся около 15 часов. Происходит образование мирового океана. Изменения подводных хребтов приводит к медленному повышению объема воды и понижению количества углекислого газа в атмосфере. Продолжается формирование первого земного континента. Горных массивов еще не существует. Вместо них над землей возвышаются действующие вулканы. К началу

Третий период архейской эры продолжался 400 млн лет. В это время происходит раскол основного континента на 2 части. В результате резкого охлаждения планеты, в котором виноваты постоянные вулканические процессы, формируется Понгольское ледниковое образование. В этот период численность цианобактерий начинает активно расти. Развиваются хемолитотрофные организмы, не нуждающиеся в кислороде и солнечных лучах. Ваальбар полностью сформирован. Размер его приблизительно равен размеру современного Мадагаскара. Начинается образование континента Ур. Из вулканов медленно начинают формироваться крупные острова. В атмосфере, как и прежде, преобладает углекислый газ. Температура воздуха остается высокой. К началу

Последний период архейской эры закончился 2,5 млрд лет назад. На данном этапе завершается формирование земной коры, увеличивается уровень кислорода в атмосфере. Материк Ур становится основой Кенорленда. Большую часть планеты занимают вулканы. Их активная деятельность приводит к повышенному образованию полезных ископаемых. Золото, серебро, граниты, диориты и другие, не менее важные природные богатства, были сформированы в период неоархея. В последние столетия архейской эры появляются первые многоклеточные организмы, которые в дальнейшем разделились на земных и морских обитателей. У бактерий начинается развитие полового процесса размножения. Гаплоидные микроорганизмы имеют один хромосомный набор. Они постоянно адаптируются к изменениям в среде обитания, но при этом другие свойства у них не появляются. Половой процесс позволил происходить приспособлению к жизни с изменениями в наборе хромосом. Это дало возможность для дальнейшей эволюции живых организмов. К началу

Растительный мир данной эры не может похвастаться разнообразием. Единственным видом растений являются одноклеточные нитчатые водоросли – сфероморфид – ареал обитания бактерий. Когда эти водоросли формируются в колонии, их можно увидеть без специальных приборов. Они могут отправиться в свободное плавание или прикрепиться к поверхности чего-либо. В дальнейшем водоросли сформируют новую форму жизни – лишайники.

Во время архейской эры появились первые прокариоты – одноклеточные организмы, не имеющие ядра. С помощью фотосинтеза прокариоты производят кислород и создают благоприятные условия для появления новых форм жизни. Делятся прокариоты на два домена – бактерии и археи.

В настоящее время установлено, что археи имеют особенности, отличающие их от других живых организмов. Поэтому классификация, объединяющая их с бактериями в одну группу, считается устаревшей. Внешне археи схожи с бактериями, но некоторые имеют необычные формы. Эти организмы могут поглощать как солнечный свет, так и углерод. Существовать могут в самых непригодных для жизни условиях. Один из видов архей является пищей для морских обитателей. Несколько видов было обнаружено в кишечнике человека. Они принимают участие в процессах пищеварения. Другие виды используют для очистки сточных рвов и канав.

Существует неподтвержденная фактами теория, что во время архейской эры произошло зарождение и развитие эукариотов – микроорганизмов царства грибов, схожих с дрожжевыми грибами.

О том, что жизнь на земле зародилась в период архейской эры, свидетельствуют найденные окаменелые стромалиты – отходы жизнедеятельности цианобактерий. Первые строматолиты были обнаружены в Канаде, Сибири, Австралии и Африке. Учеными доказано, что именно бактерии оказали огромное влияние на образование кристаллов арагонита, который содержится в раковинах моллюсков и входит в состав кораллов. Благодаря цианобактериям возникли залежи карбонатных и кремневых образований. Колонии древних бактерий похожи на плесень. Располагались они и в области вулканов, и на дне озер, и в прибрежных районах.

Ученым пока не удалось ничего узнать о климатических поясах данного периода. О существовании зон разного климата в архейской эре позволяют судить древние ледниковые отложения – тиллиты. Остатки оледенений в наши дни найдены в Америке, Африке, Сибири. Их истинные размеры определить пока не представляется возможным. Скорее всего, ледниковые отложения покрывали только горные вершины, ведь обширные материки во времена архейской эры еще не были сформированы. На существование теплого климата в некоторых зонах планеты указывает развитие флоры в океанах.

В ранний период воды на земле было немного. Температура воды в период архейской эры достигала 90°С. Это свидетельствует о насыщенности атмосферы углекислым газом. Азота в ней было очень мало, кислорода на ранних этапах почти не было, остальные газы быстро разрушаются под воздействием солнечных лучей. Температура атмосферы доходит до 120 градусов. Если бы в атмосфере преобладал азот, то и температура была бы не ниже 140 градусов.

В поздний период, после формирования мирового океана, уровень углекислого газа стал заметно снижаться. Температура воды и воздуха так же понизилась. А количество кислорода повысилось. Таким образом, планета постепенно становилась пригодной для жизни различных организмов.

Именно в архейскую эру происходит наибольшее формирование полезных ископаемых. Этому способствует активная деятельность вулканов. Колоссальные месторождения железных, золотых, урановых и марганцевых руд, алюминия, свинца и цинка, медных, никелевых и кобальтовых руд были заложены этой эпохой жизни земли. На территории Российской Федерации архейские месторождения найдены на Урале и в Сибири.

источник

Самый древний этап жизни нашей планеты — архейская эра (от греческого «археос» — начало). Она началась около 4 млрд лет назад с бурлящих вулканов на раскаленной безжизненной Земле, на которую непрерывно падали метеориты из космоса, и продлилась примерно 1,5 млрд лет. К окончанию этого периода в морях нашей планеты уже появились первые живые существа. Именно с архейской эры начинается земная эволюция.

Когда в распоряжении науки появился радиоизотопный метод, стало возможным определять возраст геологических пород. Суть его в следующем. У большинства химических элементов есть изотопы — атомы с одинаковыми химическими свойствами, но отличающиеся числом нейтронов в ядре.

Изотопы, в отличие от обычных атомов, неустойчивы и рано или поздно распадаются на части. Никто не может предсказать, когда это произойдет, но статистически известно, за какой срок разрушается половина атомов в выбранном образце. Это время называется периодом полураспада, который для каждого из существующих изотопов известен с высокой точностью. Легко подсчитать, что после промежутка времени, равного двум периодам полураспада, останется 1/4 (1/2×1/2) атомов данного изотопа, а после n периодов полураспада останется 1/2n таких атомов.

Пока какой-либо материал еще формируется, он обменивается атомами (в том числе и изотопами) с окружающей средой, например когда животное питается (или формируется горная порода), оно получает помимо обычного углерода с атомной массой 12 (углерод-12) также изотоп с атомной массой 14 (углерод-14). При этом концентрация последнего в костях животного, окружающей среде, съедаемой пище и т. п. будет одинакова. После смерти животного (или после окончания формирования горной породы) обмен атомами с окружающей средой прекращается: новые уже не поступают в образец, а имеющиеся к моменту окончания формирования материала разрушаются в соответствии с периодами полураспада, известными для каждого вида изотопов. Так, в образце их становится все меньше.

Это означает, что, сравнив концентрацию изотопа данного вида в исследуемом материале и окружающей среде, можно подсчитать, как давно не поступают в него новые атомы изотопа, сколько времени (сколько периодов полураспада) прошло с момента его формирования (будь это останки живого организма или горная порода). В разных случаях удобно использовать подсчет по несхожим видам атомов — в основном применяют радиоуглеродный (основанный на уже рассмотренном нами соотношении углерод-14:углерод-12), калий-аргоновый и уран-свинцовый методы радиоизотопного анализа.

Изучив изотопный состав горных пород нашей планеты, можно с высокой точностью установить время их формирования. Такие исследования позволили разделить всю историю Земли на пять этапов — геологических эр. Каждую из них характеризуют определенные события, которые изменяли облик планеты и влияли на развитие биосферы.

Архейская эра — самый древний этап существования Земли. Физико-химические процессы в ее раскаленных недрах, которые сопровождала постоянная метеоритная бомбардировка, 4 млрд лет назад шли еще полным ходом. Однако тепловой поток уже не растекался в окружающем планету космосе, а задерживался формирующейся земной корой.

Наша планета разогревалась все больше и из-за этого снижалась ее плотность и должен был возрастать объем, чему препятствовала земная кора. Такие противоборствующие процессы проще понять, если представить себе туго накачанный мяч, жесткая оболочка которого сдерживает внутреннее давление.

Если оно станет слишком высоким, мяч может лопнуть — его оболочка порвется. Похожие процессы происходили с земной корой, которая 4–3,6 млрд лет назад начала давать трещины и медленно расползаться, выпуская на поверхность избыток расплавленного вещества недр. Конечно, прежде чем начать расходиться в разные стороны, земная кора и лежащий под ней верхний слой мантии должны были остыть и затвердеть, но еще глубже по-прежнему находилась расплавленная магма — она и стала подниматься на поверхность планеты по образовавшимся гранитным разломам.

В самом начале архея земная кора стала трескаться в разных местах. Многочисленные разломы расширялись. В неустойчивой еще земной коре стали появляться особо подвижные зоны — протогеосинклинали. Там и происходили самые бурные вулканические извержения, дававшие выход огромному количеству расплавленной базальтовой лавы. Архейская эра — время гигантских вулканов и мощнейших землетрясений, которые тревожили еще непрочную и тонкую оболочку планеты.

Обычно цепи вулканов находились в центре протогеосинклиналей. Первичная земная кора дробилась, между подвижными протогеосинклиналями возникали их противоположности — устойчивые плиты, которые называют протоплатформами. Водяные пары охлаждались высоко над землей, конденсировались в огромные облака и проливались дождем на разогретые скалы. Потоки воды собирались в глубоких расширяющихся трещинах земной коры — так появлялись обширные водные пространства.

Раскаленная лава мчалась вниз с огнедышащих гор, впадала в новообразованные моря и океаны — гигантские столбы водяного пара поднимались высоко в атмосферу. Грозно и неприветливо выглядела юная планета! Если бы 3–3,5 млрд лет назад на архейскую Землю ступил человек, он был бы поражен обилием гигантских вулканов, безбрежными океанами, в которых все время бушевали цунами (огромные волны, вызываемые подводными землетрясениями), и постоянными движениями земной коры.

Бурные геологические процессы архейской эры создали для будущего человечества неисчислимые запасы полезных ископаемых. Вулканы выплескивали на поверхность Земли магму, богатую металлами, — так появились месторождения медной и железной руды, обширные залежи гранитов. Вдоль образовавшихся глубоких разломов земной коры начиналось новое накопление осадочных горных пород.

На странной Земле архейского периода не было континентов, ведь ее кора еще находилась в постоянном движении. Только миллионы вулканов, изливая на поверхность невероятное количество лавы, медленно образовывали горы и каменные плоскогорья, а разломы, покрывавшие поверхность, создавали глубокие океанические впадины.

Уже в архейскую эру, как мы знаем, появились протоплатформы — островки устойчивости между постоянно колеблющимися протогеосинклиналями. Эти неподвижные плиты положили начало древнейшим ядрам континентов — щитам. Принято считать, что примерно 3,5 млрд лет назад в архее на Земле возник самый ранний из них — гигантский Ваальбара. Он просуществовал около 700 млн лет и раскололся на сегменты, которые стали отдельными участками тверди.

В эту бурную геологическую эру великих потрясений сформировалась некоторая доля современной континентальной коры. Пока нельзя сказать, какая именно: по разным методам измерения получается от 5 до 40%, что составляет различие в восемь раз. Вот как мало мы еще знаем о древнейшем периоде развития Земли!

Молодая планета, сотрясаемая подземными толчками, озаряемая огнем вулканов и почти полностью лишенная атмосферного кислорода, вращалась вокруг собственной оси гораздо быстрее, чем сегодня. Сутки архейской эры (полный оборот Земли вокруг своей оси) составляли всего девять часов. Календарный год включал девятьсот таких коротких временных промежутков.

Луна находилась намного ближе к нашей планете, и ее воздействие на земные процессы было более существенным, чем сегодня. Пробиваясь сквозь густые облака, свет огромного спутника озарял безжизненную Землю. Гидросфера на земной поверхности в самом начале архея была представлена достаточно скромно: разрозненные мелкие водоемы покрывали впадины коры — они еще не успели слиться в единый океан. Температура воды в таких озерах достигала 70–90 °C, поэтому время для возникновения жизни пока не наступило.

Атмосфера архея была менее плотной, чем современная (этим и объясняется обилие метеоритов, достигавших земной поверхности). Кислород, как мы уже отметили, в воздухе почти не содержался, азот составлял намного меньшую часть, чем теперь (всего лишь 10–15%), большинство других газов быстро разлагалось под действием жесткой солнечной радиации. В атмосфере, которая тогда существовала, господствовал углекислый газ, и из-за этого создавался сильнейший парниковый эффект, температура могла достигать 120 °C и более.

Парниковым эффектом называется ситуация, когда солнечный луч, который проникает через атмосферу, отражается от поверхности планеты и уже не может уйти в космическое пространство, так как богатая углекислым газом воздушная оболочка не выпускает его наружу. Большая часть тепловой энергии, поступающей на Землю, остается в пределах атмосферы, постоянно нагревая и воздух, и земную поверхность. Однако к концу архейской эры содержание углекислого газа значительно снизилось.

Обильные ливни и конденсация водяных паров неуклонно увеличивали количество воды на Земле. Мелкие озера сливались в единый океан, поднимая его уровень и затопляя целые хребты молодых гор. Из гранитов, слагавших земную кору, вымывались оксид кремния, соли угольной кислоты, соединения железа, марганца и, конечно же, углекислый газ.

Как считают ученые, уровень солей в первичном океане был еще не очень высок — не более 2,5 %, в то время как в современных океанах достигает примерно 3,5 %.

Когда на нашей планете сформировались воздушная и водная оболочки, возникли и климатические пояса — солнечное тепло уже не одинаково нагревало все земные широты. Мы можем судить о существовании таких зон архейской эры по обнаруженным в Сибири, Северной Америке и Центральной Африке тиллитам — отложениям древних ледниковых пород. На основании этого открытия был сделан вывод о том, что в архейскую и последовавшую за ней протерозойскую эры уже происходили оледенения Земли. Когда же между периодами похолодания все таяло, появлялись озера ледникового происхождения.

В те далекие времена льды, вероятно, сковывали только горные хребты, которые высоко поднимались над поверхностью планеты. В других, равнинных зонах, скорее всего, оставался достаточно теплый климат.

При сохранении пока еще бескислородной атмосферы изменения климата, происходившие на Земле 4–3,6 млрд лет назад, подготовили условия, в которых смогли появиться сложные органические молекулы, а впоследствии — возникнуть первые примитивные формы жизни.

Зарождение жизни, возникновение на Земле первых примитивных одноклеточных организмов было одним из важнейших событий архейской эры.

Сами одноклеточные существа, конечно, не могли сохраниться в окаменевшем виде, но обнаружены древнейшие (3,5–3,6 млрд лет назад) горные породы, химический состав которых свидетельствует о работе микроорганизмов. В этих породах содержится много графита, который получился в результате химических превращений тех веществ, из которых состояли первые на земле живые организмы. Принято считать, что в архейскую эру на Земле появились одноклеточные прокариоты — бактерии и сине-зеленые водоросли. Об этом мы можем судить, изучая многочисленные следы их жизнедеятельности, которые сохранились в отложениях древнейших пород.

В раннем архее условия на Земле очень отличались от современных: температура воздуха и земной поверхности достигала 95–140 °C, а кислорода не было. Попробуйте представить себе перегретую баню, из которой откачан воздух, а взамен него смесь ядовитых газов — место для жизни, что и говорить, не очень уютное. Очевидно, что привычные для нас формы жизни не могли появиться в подобной ситуации. Организмам, которые дышат кислородом, на такой планете явно делать нечего. Однако жизнь, несмотря на это, уже существовала, и она была тоже бескислородной! Бескислородные, или анаэробные (от греческих слов «ан» — отрицательная частица, «аер» — воздух и «биос» — жизнь), существа живут рядом с нами и по сей день.

Первым термин «анаэробные» стал использовать великий французский микробиолог Луи Пастер. В 1861 г. он открыл бактерии, которые вызывали брожение (прокисание) масла. Ученый был поражен тем, что эти странные организмы умели обходиться без кислорода, — необходимую для жизни энергию они получали из таких химических реакций, в которых он не участвует. Для всех анаэробов кислород — опасный яд! Есть веские основания

Есть веские основания считать их самыми первыми обитателями Земли. В основном анаэробы составляют особую группу организмов, которая настолько не похожа на все прочие формы жизни, что выделена биологами в отдельное царство живых существ с говорящим названием архебактерии. С тех древних времен они не изменили своих свойств: большинство архебактерий и поныне анаэробы, многие из них способны находиться в таких экстремальных условиях, где иным формам жизни не место, например в горячих источниках.

Кроме открытых Пастером организмов, живущих в масле, к анаэробам относятся бактерии почвы, глубин океана, горячих источников.

Изучая осадочные породы архейской эры, исследователи обнаружили, что часть из них имеет органическое происхождение и содержит компоненты, которые неустойчивы в присутствии кислорода воздуха. Это и положило начало гипотезе о существовании анаэробов в архейскую эру. Таким образом, первые живые существа нашей планеты не нуждались в кислороде для дыхания. Выработанную в различных химических превращениях энергию они научились запасать в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая и сегодня является «молекулой-аккумулятором» энергии для всех живых существ (уже не только анаэробных. Эту книгу, например, вы сейчас читаете за счет запасов энергии, которая хранится в АТФ клеток глаз и мозга).

Размножаясь, первые анаэробы смогли достаточно быстро занять все пригодные для жизни на Земле того времени места обитания. Их дальнейший рост стал сдерживаться нехваткой пищи. Вероятно, именно в этот момент живым организмам пришлось переключиться на новый источник энергии — кислород, количество которого в атмосфере и водах все возрастало.

Как же произошло зарождение жизни — важнейшее событие в истории не только нашей планеты, но и всей Солнечной системы?

Наиболее убедительной гипотезой на данный момент является версия биохимической эволюции, предложенная еще в 1924 г. русским ученым, академиком Александром Ивановичем Опариным в книге «Происхождение жизни».

Ученый предложил объяснение того, как под воздействием химических и физических факторов первые одноклеточные формы жизни могли появиться из неживой материи. Как мы знаем, атмосфера архейской Земли была богата аммиаком, оксидами углерода и водяным паром. В более низких концентрациях в ней также присутствовали водород, азот и кислород. Таким образом, основные химические элементы, необходимые для сборки биологически активных молекул, к тому времени уже были доступны, а ультрафиолетовое излучение Солнца могло служить неисчерпаемым источником энергии для химических превращений. Энергия внутреннего тепла Земли (вулканических извержений), могучих грозовых разрядов и радиоактивного распада также, вероятно, участвовала в синтезе сложных молекул из более простых.

По мнению Опарина, биохимическая эволюция могла протекать в три этапа. На первом этапе происходил интенсивный синтез органических (то есть основанных на цепочках углерода) веществ из неорганических предшественников. Соли, растворенные в архейском океане, и атмосферные газы служили реагентами в гигантском химическом реакторе — литосфере древней Земли.

Часть органических молекул могла также возникать под действием грозовых разрядов, ультрафиолетовой радиации и тепла в атмосфере. В конечном итоге вся органика, синтезированная за миллионы лет, скапливалась в океане, ее концентрация в воде росла. Безжизненный океан стал «питательным бульоном», в котором могли появиться биологически активные молекулы белков (пептидов).

На втором этапе они появляются! Все те же источники энергии в виде ультрафиолета и электрических разрядов могли способствовать объединению коротких молекул (мономеров) в длинные цепочки-полимеры. Первичные органические молекулы объединялись, приобретали более сложную структуру и давали начало пробионтам — предкам живых организмов. В результате эволюции пробионты соединялись в коацерватные капли (или коацерваты — от латинского coacervātus — «собранный в кучу»), то есть в отдельно существующие структуры с высокой концентрацией сложных молекул. Коацерваты еще не были ни клетками, ни живыми существами вообще, но они уже поглощали нужные им вещества из окружающей их среды, взаимодействовали между собой, росли. От настоящих живых организмов их пока отличала неспособность размножаться.

На последнем третьем этапе эта способность у них появляется — различие между коацерватными каплями и клетками окончательно стирается. Капли конкурировали между собой за доступные питательные вещества и энергию — как и все живые организмы, они подвергались естественному отбору. Внутри капли, отделенной от окружающего мира слоем молекул, напоминавшим примитивную мембрану, происходили сложные химические процессы, характерные для метаболизма клеток. Вырастая до определенных размеров, капля делилась и давала начало дочерним образованиям, которые сохраняли ее свойства. Началось самовоспроизводство живых существ на Земле. Коацерватные капли стали первыми примитивными одноклеточными организмами.

Прямого экспериментального подтверждения гипотезы Опарина не существует, да и вряд ли оно появится — воспроизвести эволюционные процессы, на которые потребовались десятки миллионов лет, в лабораторных условиях непросто. Однако в 1953 г. два американских химика, Стэнли Миллер и Гарольд Юри, поставили красивый эксперимент, в ходе которого были добыты косвенные доказательства правоты Опарина. Идея ученых заключалась в том, чтобы воссоздать в лабораторной установке предполагаемые условия архейской Земли. Через смесь растворенных веществ и газов (аммиака, метана, водорода, монооксида углерода и водяных паров), характерных, как принято считать, для древних гидро- и атмосферы, пропускали электрические разряды («вспышки молнии»), подогревали ее («тепло вулканов») и облучали ультрафиолетом («солнечное излучение»).

Эксперимент был на редкость удачным, но и после него осталось немало загадок. Вот одна из них. Пусть получены и аминокислоты (составные части белков), и предшественники нуклеиновых кислот. Допустим, за миллионы лет (вместо недели) получились бы полноценные белки и нуклеиновые кислоты. В живой клетке нуклеиновые кислоты кодируют состав белка (последовательность сборки аминокислот), а белки помогают самовоспроизводству нуклеиновых кислот (репликации ДНК и транскрипции РНК). Однако как и те, и другие соединения смогли «договориться» о взаимной помощи? Этот важнейший для биологии вопрос пока остается без ответа.

Анализ результатов показал, что всего за неделю искусственного архея 10–15% углерода перешло в форму сложных органических молекул, среди них были 22 аминокислоты, сахара, липиды и предшественники нуклеиновых кислот, то есть практически все, что потребовалось бы для «сборки» живой клетки. Хотя их самих, разумеется, получено не было.

В распоряжении современной науки, как мы уже подчеркивали, имеются не сами останки древних одноклеточных организмов, а продукты их деятельности в виде некоторых минералов. Это позволило сделать вывод о том, что в архейскую эру уже сформировались бактерии и сине-зеленые водоросли. Принято считать, что возникновение жизни на Земле вскоре привело к появлению трех царств живых существ: архебактерий, современных бактерий (эубактерий) и надцарства (включающего согласно классификации несколько царств) эукариот. К последним относятся те, чьи клетки имеют более сложную организацию, — они включают окруженное мембраной ядро, содержащее ДНК в виде хромосом.

В составе цитоплазмы эукариотических клеток есть высокоразвитые органеллы (митохондрии, хлоропласты, эндоплазматический ретикулум и др.), которых нет у бактерий. Эукариоты — это царства животных, растений и грибов (которых в архейскую эру еще не было) и одноклеточных простейших (которые уже могли существовать).

В ходе эволюции ни архебактерии (жители бескислородной среды того времени), ни эубактерии не дали начала новым формам жизни. Эта участь выпала только эукариотам — простейшим архейских морей.

В архейских отложениях в Австралии найдены строматолиты (от греческих слов «строма» — подстилка и «литос» — камень) — слоистые включения большой плотности в известняках и доломитах. Строматолиты принято считать результатом жизнедеятельности сине-зеленых водорослей.

Однажды появившись, сине-зеленые водоросли стали обогащать атмосферу кислородом.

В конце архея эволюция вплотную приступила к созданию важнейших для живых существ приспособлений полового процесса и многоклеточности. Разговор о них впереди.

источник

Древнейший период существования земли, охватывающий временной промежуток от 4 до 2,5 млрд лет назад, носит название «архейская эра». Растительный и животный мир еще только начинал зарождаться, кислорода на Земле было очень мало, а из водных объектов на планете имелся лишь один мелкий океан, состоящий из нескольких водоемов с насыщенной соленой водой, горного же ландшафта и впадин вообще не было. Это период начала формирования залежей полезных ископаемых: графита, никеля, серы, железа и золота.

Лучи солнечного света тогда еще не могли проникнуть сквозь смешанные между собой гидросферу и атмосферу, составлявшие единую оболочку из пара и газа. Образовавшийся парниковый эффект не давал солнцу коснуться земли.

Архейская эра была названа так американским ученым Дж. Дана в 1872 г. Термин «архей» с древнегреческого означает «древний». Архей разделен на четыре основные эры, начиная от самого древнего — эоархея и заканчивая неоархеем. Остановимся на них более подробно.

Период продолжительностью 400 млн лет начался около 4 млрд лет назад. Для эоархея характерно частое падение метеоритов, образование кратеров. Лава, покрывающая поверхность планеты, постепенно начала уступать место земной коре, которая активно формировалась.

Архейская эра в этот временной отрезок известна закладкой древнейших горных пород, крупнейшие формации из которых были найдены в Гренландии. Их возраст составляет приблизительно 3,8 млрд лет.

Формирование гидросферы только начиналось. И хотя Мировой океан еще не появился, уже были намеки на первые небольшие водные образования. С характерной для них изолированностью друг от друга, с концентрированной соленой и очень горячей водой.

В атмосфере было мало кислорода и азота, значительную часть ее составлял углекислый газ. Температура в воздушной оболочке Земли достигала 120 °С.

Первые организмы архейской эры начали появляться именно тогда. Это были цианобактерии, которые оставили после себя древние строматолиты – продукты жизнедеятельности. Эти микроорганизмы с помощью фотосинтеза вырабатывают кислород, являясь наиболее древней формой жизни на планете.

Наиболее важным моментом в эоархее считается начало формирования первого земного континента – Ваальбары.

Архейская эра этого периода охватывает временной промежуток в 200 млн лет, начало которого было положено 3,6 млрд лет назад. Тогда сутки имели продолжительность не более 15 часов. Заканчивалось формирование основного континента, появился пока еще мелкий Мировой океан. Земное ядро стало более твердым, что усилило магнитное поле Земли практически до современного уровня.

Именно этот период позволяет утверждать, что уже в те времена появились первые живые организмы. Точно известно, что останки их продуктов жизнедеятельности, найденные в наши дни, датируются именно палеоархеем.

Животные архейской эры – это первые бактерии, организмы, которые способствовали формированию атмосферы Земли посредством фотосинтеза, создавая условия для развития новых форм жизни.

Мезоархей — период, длившийся 0.4 млрд лет (начался 3.2 млрд лет назад). Именно тогда произошел раскол Ваальбары, которая разделилась под углом 30° на две отдельные части. А также появился от столкновения с астероидом наиболее известный в наши времена кратер в Гренландии. Возможно, в период мезоархея на Земле произошло и первое оледенение – Понгольское.

Развитие жизни в архейскую эру периода мезоархея характеризовалось ростом количества цианобактерий.

Неоархей закончился 2,5 млрд лет назад. Для него характерно завершение формирования земной коры, а также выделение большого количества кислорода, что впоследствии привело (в начале следующей эры) к кислородной катастрофе. Именно тогда атмосфера Земли полностью изменилась — в ее составе стал преобладать кислород.

Бурно развивалась вулканическая деятельность, что способствовало образованию пород и драгоценных металлов и камней. Граниты, сиениты, золото, серебро, изумруды, хризобериллы – все это и многое другое появилось несколько миллиардов лет назад, в неоархее.

Чем еще интересна архейская эра? Растительный и животный мир в то время сформировал древнейшие залежи полезных ископаемых, широко используемых и сегодня. Также на на это повлияла нестабильная обстановка на планете. Формируя ландшафты, земная кора и первые горные образования разрушались под действием вод океана и разлива вулканической лавы.

Ученые утверждают, что зарождение жизни началось именно в период Архея. И хотя эти формы были слишком уж малы, они все же представляли собой настоящие живые микроорганизмы, первые бактериологические сообщества, оставившие после себя след на планете в виде окаменелых строматолитов

Установлено, что именно бактерии внесли значительный вклад в формирование нанокристаллов арогонита – минерала на основе карбоната кальция. Арагонит входит в состав поверхностного слоя раковин современных моллюсков, содержится в экзоскелете кораллов.

Цианобактерии стали виновниками возникновения залежей не только карбонатных, но и кремневых осадочных образований.

Архейская эра характеризуется появлением первых прокариотов – доядерных одноклеточных организмов.

Живые организмы не имеют сформированного ядра, но они являются полноценной клеткой. Питаясь при помощи фотосинтеза, прокариоты вырабатывают кислород. Информация ДНК (нуклеотид), которую несет в себе клетка, не упакована в белковую оболочку ядра (гистон).

Группа разделена на два домена:

Археи – древнейшие микроорганизмы, как и прокариоты, не имеющие ядра. Вместе с тем их структура организации жизни отличается от таковой у других видов микробов. По внешнему виду археи схожи с бактериями, но некоторые из них имеют необычную плоскую или квадратную форму.

Разделяют пять видов архей, несмотря на то, что классифицировать их довольно сложно. Вырастить архебактерии в питательных средах невозможно, поэтому все исследования проводятся только на основе проб, взятых с их среды обитания.

В качестве источника энергии эти микроорганизмы могут использовать как солнечный свет, так и углерод, в зависимости от вида. Археи не формируют спор, размножаются бесполым путем. Они не являются патогенными для человека, могут выживать в самых экстремальных условиях: океан, горячие источники, почва, соленые озера. Наиболее многочисленный вид архей составляет значительную часть планктона в океанах, который служит пищей для морских животных.

Некоторые виды даже обитают в кишечнике у человека, помогая осуществлять процессы пищеварения. Археи используются для создания биологического газа, очистки сточных канав, отстойников.

Как вы могли понять, архейская эра, растительный мир которой был немного богаче животного, не характеризуется наличием позвоночных животных, рыб и даже многоклеточных водорослей. Хотя зачатки жизни уже появились. Что же до флоры, то учеными установлено, что единственными растениями в то время были нитчатые водоросли, в которых, к слову, и обитали бактерии.

А сине-зеленые водоросли, ранее ошибочно считаемые растениями, оказались колониями цианобактерий, использующими одновременно углерод и кислород в качестве ресурса для поддержания жизни и не являющимися частью растительного мира архея.

Архейская эра ознаменовалась появлением первых растений. Это одноклеточные нитчатые водоросли, которые являются простейшей формой флоры. Они не имеют определенной формы, структуры, органов и тканей. Образуя колонии, они становятся видимыми невооруженным глазом. Это тина на поверхности воды, фитопланктон в ее глубинах.

Клетки нитчатых водорослей соединены в единую нить, которая может иметь разветвления. Они легко могут как плавать свободно, так и прикрепляться к различной поверхности. Размножение происходит при помощи деления нити на две отдельные. К делению могут быть способны как все нити, так и только крайние, или основные.

Водоросли не имею жгутиков, они связанны между собой посредством микроскопических цитоплазматических мостиков (плазмодесмов).

В ходе эволюции водоросли образовали другую форму жизни – лишайники.

Эра Архея – это первый период, когда практически из ничего появилась биологическая жизнь на Земле. Это переломный момент в истории эволюции планеты, характеризующийся зарождением условий для появления флоры и фауны: формирование земной коры, Мирового океана, атмосферы, пригодных для жизни других более сложных форм растительного и животного мира.

Конец архея положил начало развитию полового процесса размножения у бактерий, появлению первых многоклеточных микроорганизмов, одни из которых впоследствии стали наземными организмами, другие обрели признаки водоплавающих и поселились в океане.

источник

Источники:

• http://www.dinozavro.ru/paleontolog/archey_time.php
• http://studwood.ru/1018212/geografiya/poleznye_iskopaemye_arheyskih_kompleksov
• http://www.mysterylife.ru/zemlya/arxej.html
• http://sitekid.ru/planeta_zemlya/arhejskaya_era_425_mlrd_let_nazad.html
• http://www.syl.ru/article/193730/new_arheyskaya-era-rastitelnyiy-i-jivotnyiy-mir