Гуронское оледенение
Гуронское оледенение (или Макганьене оледенение ) [1] был периодом, когда по крайней мере три ледниковых периода произошли во время отложения Гуронской супергруппы . Отложение этой преимущественно осадочной последовательности продолжалось примерно от 2,5 до 2,2 миллиардов лет назад ( Gya ), в течение сидерийского и риакского периодов палеопротерозойской эры. Доказательства оледенения в основном основаны на признании диамиктита , который, как считается, имеет ледниковое происхождение. Предполагается, что отложение гуронской последовательности произошло в рифтовом бассейне, который превратился в преимущественно морскую пассивную окраину. [2] Отложения ледникового диамиктита в пределах гурона по мощности не уступают четвертичным аналогам.
Описание [ править ]
Тремя ледниковыми диамиктитоносными толщами гуронского века являются формации озера Рамзи, Брюс и Говганда, от самой старой до самой молодой. Хотя в настоящее время во всем мире известны и другие ледниковые отложения, гурон ограничен регионом к северу от озера Гурон , между Су-Сент. Мари, Онтарио , и Руэн-Норанда , Квебек. Другие подобные месторождения известны в других местах Северной Америки, а также в Австралии и Южной Африке. [3]
Гуронское оледенение в общих чертах совпадает с Великим событием оксигенации , временем увеличения атмосферного кислорода и уменьшения атмосферного метана . Кислород вступал в реакцию с метаном с образованием углекислого газа и воды, которые являются гораздо более слабыми парниковыми газами , чем метан, что значительно снижает эффективность парникового эффекта , особенно потому, что водяной пар легко выпадает в осадок из воздуха при понижении температуры. [4] Это вызвало эффект ледника и, возможно, усугубленное низким уровнем солнечной радиации в то время, а также снижением геотермальной активности , сочетание увеличения количества свободного кислорода (который вызывает окислительное повреждение органических соединений ) и климатических стрессов, вероятно, вызвало событие вымирания , первое и самый продолжительный в истории Земли, который уничтожил большую часть анаэробов с преобладанием микробных матов как на поверхности Земли , так и в мелководных морях . [5] [6]
Открытие и название [ править ]
В 1907 году Артур Филимон Коулман впервые сделал вывод о «нижнегуронском ледниковом периоде». [7] [8] из анализа геологического образования возле озера Гурон в Онтарио. В его честь нижнюю (ледниковую) пачку формации Говганда называют пачкой Коулмана. Эти породы были подробно изучены многими геологами и считаются типичным примером палеопротерозойского оледенения. [9] [10]
Путаница терминов «оледенение» и «ледниковый период» привела к появлению в последнее время впечатления, что весь период времени представляет собой единое ледниковое событие. [11] Термин «гурон» используется для описания литостратиграфической супергруппы и не должен использоваться для описания ледниковых циклов, согласно Североамериканскому стратиграфическому кодексу, который определяет правильное наименование геологических физических и хронических единиц. [12] диахронические или геохронометрические Следует использовать единицы.
Геология и климат [ править ]
По словам Эйлса и Янга, формация Говганда (2,3 млрд лет назад) содержит «наиболее распространенные и наиболее убедительные гляциогенные отложения этой эпохи». В Северной Америке отложения аналогичного возраста обнажены в Мичигане, горах Медисин-Боу, Вайоминге , Чибугамау , Квебеке и центральном Нунавуте. Во всем мире они встречаются в бассейне Грикватауна в Южной Африке, а также в Индии и Австралии. [13]
Тектоническая обстановка представляла собой рифтинговую континентальную окраину . Новая континентальная кора привела бы к химическому выветриванию . Это выветривание выведет CO 2 из атмосферы, охлаждая планету за счет уменьшения парникового эффекта . [ нужна цитата ]
Популярное мнение состоит в том, что одно или несколько оледенений могли быть снежным комом на Земле , когда вся или большая часть поверхности Земли была покрыта льдом. [11] [14] [15] Однако палеомагнитные данные, свидетельствующие о том, что ледниковые щиты присутствовали в низких широтах, оспариваются. [16] [17] а ледниковые отложения (диамиктиты) прерывисты, чередуются с карбонатными и другими осадочными породами, что указывает на умеренный климат и дает скудные доказательства глобального оледенения.
Последствия [ править ]
До гуронского ледникового периода большинство организмов были анаэробами , полагаясь на хемосинтез и сетчатки на основе аноксигенный фотосинтез для производства биологической энергии и биосоединений . Но примерно в это же время цианобактерии развили порфиринов на основе оксигенный фотосинтез , который производил дикислород в качестве побочного продукта. Сначала большая часть этого кислорода растворялась в океане, а затем поглощалась за счет восстановления поверхностными соединениями железа , атмосферным метаном и сероводородом . Однако по мере продолжения фотосинтеза цианобактерий кумулятивный кислород перенасыщал восстановительный резервуар земной поверхности. [11] и вылился в виде свободного кислорода, который «загрязнил» атмосферу, что привело к необратимым изменениям в химии атмосферы, известным как Великое событие оксигенации .
Некогда восстановительная атмосфера , теперь окислительная, была очень реактивной и токсичной для анаэробной биосферы . Более того, атмосферный метан был обеднен кислородом и уменьшен до следов газа и заменен гораздо менее мощными парниковыми газами , такими как углекислый газ и водяной пар , последний из которых также легко осаждался из воздуха при низких температурах. Температура поверхности Земли значительно упала, отчасти из-за уменьшения парникового эффекта , а отчасти потому, что солнечная светимость и/или геотермическая активность в то время также были ниже. [6] ведущий к леднику Земли .
После того, как совокупное воздействие окисления и изменения климата опустошило анаэробную биосферу (тогда, вероятно, в ней доминировали архейные микробные маты ), аэробные организмы , способные к кислородному дыханию, смогли быстро размножаться и использовать экологические ниши , освобожденные анаэробами в большинстве сред. Выжившие колонии анаэробов были вынуждены адаптироваться к симбиотической жизни среди аэробов, при этом анаэробы вносили органические материалы, необходимые аэробам, а аэробы потребляли и «детоксицировали» окружающие молекулы кислорода, смертельные для анаэробов. Это могло также привести к тому, что некоторые анаэробные археи начали инвагинировать свои клеточные мембраны в эндомембраны , чтобы экранировать и защитить цитоплазматические нуклеиновые кислоты , обеспечивая эндосимбиоз с аэробными эубактериями (которые в конечном итоге стали АТФ , продуцирующими митохондриями ), и этот симбиогенез способствовал эволюции Эукариотические организмы в протерозое . [ нужна цитата ]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Тан, Хаошу; Чен, Яньцзин (1 сентября 2013 г.). «Глобальные оледенения и изменения атмосферы примерно 2,3 млрд лет назад» . Геонаучные границы . 4 (5): 583–596. Бибкод : 2013GeoFr...4..583T . дои : 10.1016/j.gsf.2013.02.003 .
- ^ Янг, Грант М; Лонг, Даррел Г.Ф.; Федо, Кристофер М; Несбитт, Х. Уэйн (июнь 2001 г.). «Палеопротерозойский гуронский бассейн: продукт цикла Вильсона, перемежающегося оледенениями и ударами метеоритов» . Осадочная геология . 141–142: 233–254. Бибкод : 2001SedG..141..233Y . дои : 10.1016/S0037-0738(01)00076-8 .
- ^ Беккер, Андрей (2020), «Гуронское оледенение» , в Гарго, Мюриэль; Ирвин, Уильям М.; Амилс, Рикардо; Клейс, Филипп (ред.), Энциклопедия астробиологии , Берлин, Гейдельберг: Springer, стр. 1–9, doi : 10.1007/978-3-642-27833-4_742-5 , ISBN 978-3-642-27833-4 , S2CID 245528915 , получено 16 марта 2022 г.
- ^ Страница EPA.gov «Понимание потенциала глобального потепления»
- ^ «Геологи обнаружили древнее массовое вымирание, произошедшее 2 миллиарда лет назад» . 5 сентября 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б Плейт, Фил (28 июля 2014 г.). «Когда вид отравляет целую планету» . Журнал «Сланец» . Проверено 16 марта 2022 г.
- ^ Коулман, AP (1 марта 1907 г.). «Нижний гуронский ледниковый период». Американский научный журнал . с4-23 (135): 187–192. Бибкод : 1907AmJS...23..187C . дои : 10.2475/ajs.s4-23.135.187 . ISSN 0002-9599 .
- ^ Беккер, Андрей (2014). «Гуронское оледенение». Энциклопедия астробиологии . стр. 1–8. дои : 10.1007/978-3-642-27833-4_742-4 . ISBN 978-3-642-27833-4 .
- ^ Янг, Грант М. (апрель 1970 г.). «Обширное раннее протерозойское оледенение в Северной Америке?» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 7 (2): 85–101. Бибкод : 1970PPP.....7...85Y . дои : 10.1016/0031-0182(70)90070-2 .
- ^ Несбитт, HW; Янг, генеральный менеджер (октябрь 1982 г.). «Раннепротерозойский климат и движение плит, выведенные из химического состава основных элементов лютитов» . Природа . 299 (5885): 715–717. Бибкод : 1982Natur.299..715N . дои : 10.1038/299715a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4339149 .
- ^ Перейти обратно: а б с Копп, Роберт (14 июня 2005 г.). «Палеопротерозойская Земля-снежок: климатическая катастрофа, вызванная эволюцией кислородного фотосинтеза» . ПНАС . 102 (32): 11131–6. Бибкод : 2005PNAS..10211131K . дои : 10.1073/pnas.0504878102 . ПМЦ 1183582 . ПМИД 16061801 .
- ^ «СЕВЕРОАМЕРИКАНСКИЙ СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ КОДЕКС: Североамериканская комиссия по стратиграфической номенклатуре» (PDF) . Бюллетень AAPG . 89 (11): 1547–1591. Ноябрь 2005 г. doi : 10.1306/07050504129 . ISSN 0149-1423 .
- ^ Эйлс, Николас; Янг, Грант (1994). Дейну, М.; Миллер, JMG; Домак, EW ; Эйлс, Н.; Фэйрчайлд, Ай-Джей; Янг, генеральный менеджер (ред.). Геодинамический контроль оледенения в истории Земли, в «Летописях ледников Земли» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 3–5 . ISBN 978-0-521-54803-8 .
- ^ Расмуссен, Биргер; и другие. (5 ноября 2013 г.). «Корреляция палеопротерозойских оледенений на основе U-Pb возраста циркона для туфовых отложений трансваальской и гуронской супергрупп» . Письма о Земле и планетологии . 382 : 173–180. Бибкод : 2013E&PSL.382..173R . дои : 10.1016/j.epsl.2013.08.037 .
- ^ Куруц, Софи; и другие. (октябрь 2021 г.). «Первый снежный ком на Земле: свидетельства ранней палеопротерозойской гуронской супергруппы» . Докембрийские исследования . 365 : 106408. Бибкод : 2021PreR..36506408K . doi : 10.1016/j.precamres.2021.106408 . S2CID 244217078 .
- ^ Уильямс, Джордж Э.; Шмидт, Филип В. (2 декабря 1997 г.). «Палеомагнетизм палеопротерозойских формаций Говганда и Лоррен, Онтарио: низкая палеоширота для гуронского оледенения» . Письма о Земле и планетологии . 153 (3): 157–169. Бибкод : 1997E&PSL.153..157W . дои : 10.1016/S0012-821X(97)00181-7 . ISSN 0012-821X .
- ^ Копп, Роберт Э.; Киршвинк, Джозеф Л.; Хилберн, Исаак А.; Нэш, Коди З. (9 августа 2005 г.). «Палеопротерозойская Земля-снежок: климатическая катастрофа, вызванная эволюцией кислородного фотосинтеза» . Труды Национальной академии наук . 102 (32): 11131–11136. Бибкод : 2005PNAS..10211131K . дои : 10.1073/pnas.0504878102 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 1183582 . ПМИД 16061801 .
