скучный миллиард что означает термин
В Скучный миллиард, иначе известный как Бесплодный миллиард, то Самое скучное время в истории Земли, и Средневековье Земли, это период времени между 1,8 и 0,8 миллиардами лет назад (Гья), охватывающий середину Протерозойский эон, характеризующиеся более или менее тектонический стабильность, климатический застой и остановившаяся биологическая эволюция. Он граничит с двумя различными кислородными и ледниковыми явлениями, но у самого Скучного миллиарда был очень низкий уровень кислорода и никаких свидетельств оледенения.
Океаны, возможно, были бедными кислородом и питательными веществами и были сульфидными (эвксиния), населенный в основном аноксигенный цианобактерии, тип фотосинтетических бактерий, которые используют сероводород (ЧАС2S) вместо воды и производит сера вместо кислорода. Это известно как Canfield Ocean. Такая композиция могла привести к тому, что океаны стали черно-молочно-бирюзовыми вместо голубых.
Содержание
Описание
В 1995 году геологи Роджер Бьюик, Дэвис Де Марэ, и Эндрю Нолл проанализировал очевидное отсутствие крупных биологических, геологических и климатических событий во время Мезопротерозойский эра 1,6–1 миллиард лет назад (Гья), и, таким образом, описал это как «самое унылое время в истории Земли». [1] Термин «скучный миллиард» был придуман палеонтологом. Мартин Бразье относится ко времени между 2 и 1 Гяйаром, которое характеризовалось геохимическим застоем и ледниковой стагнацией. [2] В 2013 году геохимик Грант Янг использовали термин «Бесплодный миллиард» для обозначения периода очевидной стагнации ледников и отсутствия выбросов изотопов углерода от 1,8 до 0,8 Гя. [3] В 2014 году геологи Питер Кавуд и Крис Хоксворт назвал время между 1,7 и 0,75 Гья «средневековьем Земли» из-за отсутствия доказательств тектонического движения. [4]
Скучный миллиард сейчас в основном цитируется как охват от 1,8 до 0,8 Гя, содержащихся в Протерозойский эон, преимущественно мезопротерозойские. Для Boring Billion характерны геологический, климатический и, в целом, эволюционный застой с низким содержанием питательных веществ. [5] [3] [6] [7] [8]
Во времена, предшествовавшие Скучному миллиарду, Земля испытала Большое событие оксигенации из-за эволюции кислородный фотосинтетический цианобактерии, а результирующий Гуронское оледенение (Снежок Земля), формирование УФ-блокировка озоновый слой, и окисление некоторых металлов. [9] Уровень кислорода Boring Billion резко упал. [9] Это закончилось распадом суперконтинента. Родиния вовремя Tonian (1000–720 млн лет назад), второе событие оксигенации и еще одна Земля-снежок в Криогенный период. [4] [10]
Тектонический застой
Эволюция Земли биосфера, атмосфера и гидросфера давно связан с суперконтинентальный цикл, где континенты объединяются, а затем расходятся. Boring Billion видел эволюцию двух суперконтинентов: Колумбия (или Нуна) и Родиния. [5] [11]
Суперконтинент Колумбия сформировался между 2,0 и 1,7 млрд лет назад и оставался нетронутым по крайней мере до 1,3 млрд лет. палеомагнитный данные свидетельствуют о том, что Колумбия претерпела лишь незначительные изменения, чтобы сформировать суперконтинент Родиния с 1,1 до 0,9 млрд лет назад. Палеогеографический реконструкции позволяют предположить, что комплекс суперконтинента располагался в экваториальный и умеренный климатических зон, и практически отсутствуют свидетельства наличия континентальных фрагментов в полярные регионы. [11]
Из-за отсутствия доказательств отложения отложений (на пассивной окраине), которое могло бы произойти в результате рифтинг, [12] суперконтинент, вероятно, не распался, а был просто совокупностью соприкасающихся протоконтинентов и кратоны. Свидетельств рифтинга нет до образования Родинии, 1,25 Гья в Северной Лаврентии и 1 Гья на Востоке. Балтика и юг Сибирь. [5] [4] Однако распад не произошел до 0,75 Гя, что ознаменовало конец Скучного миллиарда. [4] Этот тектонический застой мог быть связан с химическими процессами океана и атмосферы. [5] [7] [4]
Тем не менее, основные магматический события все еще происходили, такие как формирование (через шлейф магмы) из 220 000 км 2 (85000 квадратных миль) центральная Австралия Провинция Масгрейв с 1,22 до 1,12 Гя, [13] и 2700000 км 2 (1000000 квадратных миль) канадская Большая магматическая провинция Маккензи 1,27 Гя; [14] и тектоника плит все еще была достаточно активной, чтобы строить горы, с несколькими орогенез, в том числе Гренвилл орогенез, [15] происходящее в то время.
Климатическая устойчивость
Существует мало свидетельств значительной климатической изменчивости в этот период времени. [3] [16] Климат, вероятно, в первую очередь не был продиктован солнечной светимостью, потому что солнце был на 5–18% менее ярким, чем сегодня, но нет никаких доказательств того, что климат Земли был значительно прохладнее. [17] [18] Фактически, Boring Billion, похоже, не имеет каких-либо доказательств длительного оледенения, которое можно наблюдать с регулярной периодичностью в других частях геологической истории Земли. [18] Высокий CO2 не могли быть основной движущей силой потепления, потому что уровни должны были быть в 30-100 раз выше, чем допромышленный уровни [17] и произвел существенный закисление океана [18] для предотвращения обледенения, чего тоже не произошло. Мезопротерозойский CO2 уровни могли быть сопоставимы с уровнями Фанерозой эона, возможно, в 7-10 раз выше современного уровня. [19] Первая запись льда за этот период времени была зарегистрирована в 2020 г. Формация Диабаиг в Группа Торридон, куда dropstone образования, вероятно, были сформированы обломками от ледовый сплав; область, затем расположенная между 35–50° ю.ш. было озером (возможно, возвышенным), которое, как полагают, замерзало зимой и таяло летом, рафтинг происходил во время весеннего таяния. [20]
Также предполагалось, что, поскольку интенсивность космические лучи было показано, что он положительно коррелирует с облачным покровом, а облачный покров отражает свет обратно в космос и снижает глобальные температуры, более низкие темпы бомбардировки в это время из-за уменьшения звездообразования в галактике вызывали уменьшение облачного покрова и предотвращали явления оледенения, поддерживая теплый климат. [18] [22] Кроме того, некоторая комбинация интенсивности выветривания, которая уменьшила бы CO2 уровни окислением открытых металлов, охлаждением мантия и уменьшил геотермальное тепло и вулканизм, а также увеличение интенсивности солнечного излучения и солнечного тепла, возможно, достигли равновесия, исключив образование льда. [3]
И наоборот, ледниковые движения более миллиарда лет назад, возможно, не оставили много остатков сегодня, и очевидное отсутствие доказательств может быть связано с неполнотой летописи окаменелостей, а не с отсутствием. Кроме того, низкие уровни интенсивности кислорода и солнечного света могли предотвратить образование озоновый слой, предотвращая парниковые газы от попадания в атмосферу и нагрева Земли через парниковый эффект, что вызвало бы оледенение. [23] [24] [25] Однако для поддержания озонового слоя требуется не так много кислорода, и уровни во время Boring Billion могли быть достаточно высокими для этого. [26] хотя Земля, возможно, все еще подвергалась более сильной бомбардировке УФ-излучение чем сегодня. [27]
Океанический состав
Океаны, похоже, имели низкие концентрации основных питательных веществ, которые считались необходимыми для сложной жизни, а именно: молибден, утюг, азот, и фосфор, во многом из-за недостатка кислорода и, как следствие, окисление необходимо для этих геохимические циклы. [28] [29] [30] Однако питательных веществ было больше в наземных средах, таких как озера или прибрежные среды ближе к континентальному стоку. [31]
В общем, океаны могли иметь насыщенный кислородом поверхностный слой, сульфидный средний слой, [32] [33] [34] и субкислый нижний слой. [35] [36] Преимущественно сульфидный состав мог привести к тому, что океаны приобрели черный и молочно-бирюзовый цвет вместо синего. [37]
Кислород
Геологические данные Земли указывают на два события, связанных со значительным повышением уровня кислорода на Земле: одно произошло между 2,4 и 2,1 млрд лет назад, известное как Великое событие оксигенации, а второе произошло примерно на 0,8 млрд лет. [38] Считается, что в промежуточный период, во время Скучного миллиарда, был низкий уровень кислорода (с небольшими колебаниями), что привело к широкому распространению бескислородные воды. [33]
Океаны могли быть отчетливо стратифицированными, с насыщенными кислородом поверхностными водами, [32] [33] [34] и глубоководные субкислоты (менее 1 мкМ кислород), [36] последнее, возможно, поддерживается более низкими уровнями водород (ЧАС2) и H2Выход S по глубокому морю гидротермальные источники которые в противном случае были бы химически восстановлены кислородом. [35] В разложение тонущего органического вещества также потребляло бы кислород из глубинных вод. [39] [33]
В 1998 г. геолог Дональд Кэнфилд предложил то, что сейчас известно как Canfield Ocean гипотеза. Кэнфилд утверждал, что повышение уровня кислорода в атмосфере во время Великого события оксигенации могло бы отреагировать и окислить континентальную среду. железный пирит (FeS2) депозиты, с сульфат (ТАК4 2− ) как побочный продукт, который вывозили в море. Сульфатредуцирующие микроорганизмы преобразовал это в сероводород (ЧАС2S), разделяя океан на несколько кислородный поверхностный слой и сульфидный слой ниже, с аноксигенный бактерии, живущие на границе, метаболизирующие H2S и образование серы как побочного продукта. Это создало широкое распространение эвксиновый условия в средних водах, бескислородное состояние с высокой концентрацией серы, поддерживаемое бактериями. [33] [45] [32] [46] [39] [34]
Тем не менее, богатые железом воды действительно существовали, например, формация Сямалинг 1,4 млрд лет в Северном Китае, которая, возможно, питалась глубоководными гидротермальными жерлами. Условия, богатые железом, также указывают на аноксичность придонной воды в этой области, поскольку кислородные условия окислили бы все железо. [47]
Формы жизни
Прокариоты
Прокариоты были доминирующими формами жизни на протяжении всего Скучного миллиарда. [9] [49] [32] Считается, что аноксигенные цианобактерии были доминирующими фотосинтезаторами, метаболизирующими большое количество H2S в океанах. Однако в водах, богатых железом, цианобактерии могли пострадать от отравление железом, особенно в прибрежных водах, где богатые железом глубокие воды смешиваются с поверхностными водами, и их вытесняют другие бактерии, которые могут метаболизировать как железо, так и H2S. Однако отравление железом могло быть уменьшено кремнезем-богатые воды или биоминерализация железа внутри клетки. [50]
Эукариоты
Эукариоты, возможно, возникли примерно в начале Скучного миллиарда, [6] совпало с аккрецией Колумбии, которая могла каким-то образом повысить уровень кислорода в океане. [10] Тем не менее, многоклеточные эукариоты, возможно, уже эволюционировали к этому времени, и самые ранние заявленные ископаемые свидетельства датируются Великим событием оксигенации с подобными медузам. Франсвильская биота. [51] После этого эволюция эукариот шла довольно медленно, [9] возможно из-за эвксиновых условий океана Кэнфилд и недостатка основных питательных веществ и металлов [4] [6] что предотвратило развитие большой, сложной жизни с высокими требованиями к энергии. [23] Эвксиновые условия также снизили бы растворимость железа. [32] и молибден, [52] основные металлы в азотфиксация. Недостаток растворенного азота предпочел бы прокариотам эукариотам, поскольку первые могут метаболизировать газообразный азот. [53]
Красная водоросль 1,2 млрд лет Bangiomorpha является самым ранним известным половым размножением и мейотический форма жизни, [60] и, исходя из этого, эти адаптации развивались на 2–1,4 Гя. [6] Однако они могли развиться задолго до появления последнего общего предка эукариот, учитывая, что мейоз осуществляется с использованием одних и тех же белков у всех эукариот, что, возможно, простирается до тех пор, пока предполагалось. Мир РНК. [61]
Клетка органеллы вероятно, произошел от вольножительства цианобактерии (симбиогенез) [9] [62] [63] [6] возможно после эволюции фагоцитоз (поглощение других клеток) с удалением жесткого клеточная стенка что было необходимо только для бесполого размножения. [9] Митохондрии уже развились во время Великого события оксигенации, но пластиды используется в растениях именно для фотосинтез считается, что они образовались около 1,6–1,5 Грджа. [56] Гистоны вероятно, появился во время скучного миллиарда, чтобы помочь организовать и упаковать растущее количество ДНК в эукариотических клетках в нуклеосомы. [9] Гидрогеносомы используемые в анаэробной деятельности, возможно, произошли в это время от архея. [64] [62]
Учитывая эволюционные вехи, достигнутые эукариотами, этот период времени можно считать важным предвестником кембрийского взрыва около 0,54 Гяда и эволюции относительно большой и сложной жизни. [9]
Экология
Из-за маргинализации крупных пищевых частиц, таких как водоросли, в пользу цианобактерий и прокариот, которые не передают столько энергии высшим трофические уровни, комплекс пищевой сети вероятно, не сформировались, и большие формы жизни с высокими требованиями к энергии не могли развиваться. Такая пищевая сеть, вероятно, выдержала лишь небольшое количество протисты как в некотором смысле высшие хищники. [49]
Предположительно оксигенный фотосинтетический эукариот акритархи, возможно, тип микроводоросль, населяли поверхностные воды мезопротерозоя. [65] Их популяция, возможно, была в значительной степени ограничена доступностью питательных веществ, а не хищничеством, потому что, как сообщалось, виды выживали в течение сотен миллионов лет, но после 1 Гя продолжительность вида упала примерно до 100 млн лет назад, возможно, из-за увеличения травоядности ранних протистов. Это согласуется с тем, что выживаемость видов упала до 10 млн лет сразу после кембрийского взрыва и распространения травоядных животных. [66]
Жизнь на суше
Некоторые из самых ранних свидетельств прокариотической колонизации земли относятся к периоду до 3 г. [67] возможно уже 3,5 Гя. [68] Во времена Boring Billion земля могла быть заселена в основном цианобактериальными циновками. [9] [69] [70] [71] [72] Пыль обеспечивала изобилие питательных веществ и средство распространения микробов, обитающих на поверхности, хотя микробные сообщества могли также образоваться в пещерах, пресноводных озерах и реках. [27] [73] К 1,2 ГЯ микробные сообщества могли быть достаточно многочисленными, чтобы повлиять на выветривание, эрозия, седиментация и различные геохимические циклы, [70] а обширные микробные маты могут указывать на биологическая почвенная корка было в изобилии. [27]
Самые ранние наземные эукариоты могли быть лишайниковыми грибами около 1,3 млрд лет назад. [74] которые паслись на микробных матах. [27] Обильные эукариотические микрофоссилии из пресноводных шотландцев. Группа Торридон по-видимому, указывает на преобладание эукариот в неморских местообитаниях к 1 Гя, [75] вероятно, из-за повышенной доступности питательных веществ в районах, расположенных ближе к континентам, и континентального стока. [31] Эти лишайники, возможно, позже каким-то образом способствовали колонизации растений 0,75 Гя. [74] Массовое увеличение фотосинтетической биомассы суши, по-видимому, произошло примерно на 0,85 Гя, на что указывает поток углерода, полученного из земных источников, который, возможно, повысил уровень кислорода, достаточный для поддержки роста многоклеточных эукариот. [76]
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Скучный миллиард и геохронологическая шкала
Скучный миллиард охватывает статерийский период палепротерозоя, весь мезопротерозой и тонийский период неопротерозоя.
Предшествующие события
Через 300 миллионов лет завершилось образование железа в океанах (океаны из-за этого были красные [7] ), после чего и начался Скучный миллиард.
Тектоническая стабильность
За весь Скучный миллиард просуществовали два суперконтинента: Колумбия и Родиния. [8] [9] (для сравнения, за последние 600 млн лет было 5 суперконтинентов: Паннотия, палеозойская Гондвана, Пангея, Лавразия и Гондвана)
Климат и жизнь
Океаны были лишены кислорода и важных питательных веществ и были населены в основном анаэробными цианобактериями, которые использовали сероводород (H2S) вместо воды и производили серу вместо кислорода. Это могло привести к тому, что океаны были тёмно-бирюзовыми вместо привычного нам синего цвета.
Окончание периода
Финальный период
Во время тония, финального периода Скучного миллиарда, появилась первая сложная анаэробная многоклеточная жизнь. Её останки были найдены в Китае и получили название «Хайнаньская биота». Систематическое положение этих организмов до сих пор неизвестно.
Также в тонии 760 млн лет назад появляется Otavia, самый ранний на данный момент представитель царства животных.
Несмотря на такие сдвиги в эволюции, тоний всё равно считается частью Скучного миллиарда из-за климатической и тектонической стабильности (хотя существует мнение, что 750 млн лет назад в тонии мог начаться ледниковый период [14] ).
Криогенный период
В отличие от Гуронского оледенения, оледенения криогенного периода не принесли столь большой ущерб существовавшей тогда жизни (хотя Хайнаньская биота вымерла), а эволюция из-за повышения уровня кислорода только ускорилась.
Скучный миллиард
Скучный миллиард (от англ. Boring Billion [1] ), также известен как Самое скучное время в истории Земли (от англ. The Dullest Time in Earth’s History [2] ) или Средние века Земли (от англ. Earth’s Middle Ages [3] ) — период в истории Земли, охватывающий время от 1,8 млрд лет (статерий) назад до 720 млн лет назад (тоний), таким образом длившийся 1,08 млрд лет, отсюда и название. Нижняя граница совпадает с окончанием образования железа в океанах, верхняя совпадает с началом криогенного периода и глобального оледенения. [3]
Впервые отсутствие геологических и биологических событий в этот период заметили в 1995 году геологи Роджер Бьюик, Дэвис Де Марэ и Эндрю Нолл, охарактеризовав это время, как «самое скучное в истории Земли». [2] Собственно термин «Скучный миллиард» был предложен Мартином Бразиром. [1]
Скучный миллиард выражен тектонической и климатической [4] [5] стабильностью, низким уровнем кислорода в атмосфере и очень медленной эволюцией живых организмов.
За весь период просуществовали два суперконтинента: Колумбия и Родиния. [6] [7]
Океаны были лишены кислорода и важных питательных веществ и были населены в основном анаэробными цианобактериями, которые использовали сероводород (H2S) вместо воды и производили серу вместо кислорода. Это могло привести к тому, что океаны были тёмно-бирюзовыми вместо привычного нам синего цвета.
2,5 млрд лет назад из-за цианобактерий случилась Кислородная катастрофа, погубившая все анаэробные формы жизни. После этого началось Гуронское оледенение, полностью заморозившее планету на несколько сотен миллионов лет. [8]
Когда оно закончилось, уровень кислорода резко упал, [8] из-за чего случилась бескислородная катастрофа (англ. Anoxic Catastrophe ), погубившая теперь уже все аэробные формы жизни (включая Франсвильскую биоту). Эволюция многократно замедлилась.
Через 300 миллионов лет завершилось и образование железа в океанах (кстати, океаны из-за этого были красные [8] ), с чего и начался Скучный миллиард.
Финальный период
Во время тония, финального периода Скучного миллиарда, появилась первая сложная анаэробная многоклеточная жизнь. Её останки были найдены в Китае и получили название «Хайнаньская биота». Систематическое положение этих организмов до сих пор неизвестно.
Также в тонии 760 млн лет назад появляется Otavia, самый ранний на данный момент представитель царства животных.
Несмотря на такие сдвиги в эволюции, тоний всё равно считается частью Скучного миллиарда из-за климатической и тектонической стабильности (хотя существует мнение, что 750 млн лет назад в тонии мог начаться ледниковый период [9] ).
Криогенный период
В конце тония уровень кислорода в атмосфере вновь стал повышаться, из-за чего началось Стуртское оледенение, полностью заморозившее планету на 50 миллионов лет и завершившее период Скучного миллиарда. [3] После него Земля ненадолго избавилась от ледников, но началось Протерозойское (оно же Мариноанское) оледенение.
В отличие от Гуронского оледенения, оледенения криогенного периода не принесли столь большой ущерб существовавшей тогда жизни (хотя Хайнаньская биота вымерла) и эволюция из-за повышения уровня кислорода только ускорилась.
Скучный миллиард
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Содержание
Скучный миллиард и геохронологическая шкала [ править | править код ]
Скучный миллиард охватывает статерийский период палепротерозоя, весь мезопротерозой и тонийский период неопротерозоя.
Предшествующие события [ править | править код ]
Через 300 миллионов лет завершилось образование железа в океанах (океаны из-за этого были красные [7] ), после чего и начался Скучный миллиард.
Тектоническая стабильность [ править | править код ]
За весь Скучный миллиард просуществовали два суперконтинента: Колумбия и Родиния. [8] [9] (для сравнения, за последние 600 млн лет было 5 суперконтинентов: Паннотия, палеозойская Гондвана, Пангея, Лавразия и Гондвана)
Климат и жизнь [ править | править код ]
Океаны были лишены кислорода и важных питательных веществ и были населены в основном анаэробными цианобактериями, которые использовали сероводород (H2S) вместо воды и производили серу вместо кислорода. Это могло привести к тому, что океаны были тёмно-бирюзовыми вместо привычного нам синего цвета.
Окончание периода [ править | править код ]
Финальный период [ править | править код ]
Во время тония, финального периода Скучного миллиарда, появилась первая сложная анаэробная многоклеточная жизнь. Её останки были найдены в Китае и получили название «Хайнаньская биота». Систематическое положение этих организмов до сих пор неизвестно.
Также в тонии 760 млн лет назад появляется Otavia, самый ранний на данный момент представитель царства животных.
Несмотря на такие сдвиги в эволюции, тоний всё равно считается частью Скучного миллиарда из-за климатической и тектонической стабильности (хотя существует мнение, что 750 млн лет назад в тонии мог начаться ледниковый период [14] ).
Криогенный период [ править | править код ]
В отличие от Гуронского оледенения, оледенения криогенного периода не принесли столь большой ущерб существовавшей тогда жизни (хотя Хайнаньская биота вымерла), а эволюция из-за повышения уровня кислорода только ускорилась.