原生代Eon、先カンブリア時代の2区分のうち若い方、古い方はアーケアンEonである。 原生代は25億年前から5億4100万年前までで、古原生代(25億年前から16億年前)、中原生代(16億年前から10億年前)、新原生代(10億年から5億4100万年前)の時代に分けられることがある。 原生代の岩石はすべての大陸で確認されており、特に鉄、金、銅、ウラン、ニッケルなどの金属鉱石の重要な産地となっていることが多い。 原生代の間に、大気と海洋は大きく変化した。
酸素は光合成の副産物である。 原生代の生物活動の結果、大気中の自由酸素は著しく増加した。 最も重要な変化の時期は23億年前から18億年前までで、この時期に大気中の遊離酸素が蓄積されはじめた。 この間、酸素濃度は変動し、縞状鉄鉱層の堆積のピーク時期と重なり、世界中の大気から余剰酸素が除去された。 海中の鉄(Fe2+)は大気中の酸素と結合し、酸化してFe2O3となり、海底にヘマタイトという鉱物として沈殿した。 885>
真核生物が環境に定着する頃には、大気中の酸素圧は低い値から現在の大気圧(PAL)の10%程度まで上昇した。 メガスコープ真核生物は約23億年前に初めて出現し、約18億年前までに広く普及した。 真核生物は呼吸と酸化的代謝の形態を採用し、中央の核を持ち、別々の性細胞に分裂することができたので、初めて混合された可変の遺伝コードを若い世代に伝えることができた。
地球上の初期の生物は大陸縁の浅瀬で最も容易に繁殖した。 新第三紀には稀だったそのような安定した大陸棚の環境が25億年前以降に発達し、光合成生物の生育を促し、その結果酸素の生産が可能になったのである。 酸素濃度の急激な上昇を示す証拠として、大陸縁に初めて赤い砂岩が出現したことが挙げられる。 この色は、石英の粒がヘマタイトで覆われたために生じたものである。 また、約25億年前のヘマタイトに富む化石土壌層が存在することも、その証拠である。 このような土壌の形成は、22億年から20億年前の間に酸素圧が0.1気圧(100ミリバール)まで急激に上昇したことと矛盾しない。 今すぐ購読する
6億~5億4300万年前までに、多細胞のエディアカラ動物群が現れました。これらは、成長に酸素を必要とする最初のメタゾアン(複数の種類の細胞からなる動物)でした。 885>
原生代の歴史は、超大陸の形成と分裂に支配されています。 約25億年前の新生代-原生代の境界の頃には、島弧に支配された多くの小さなクラトン(大陸の安定した内部部分)が、一つの大きな陸塊、すなわち超大陸に合体していた。 この大陸の分裂は、24億年前から22億年前にかけて、大陸を横断する大量のドレライト(細粒火成岩)ダイクの貫入によって示される。 これらのダイクは、マントル噴出物が大陸地殻の底に衝突した結果生じたものである。 これが、初期の超大陸の分裂の根本的な原因である。 そして、21億年前から18億年前までの間に、衝突テクトニクスによって、これらの破片は再び合体し、新しい超大陸「コロンビア」が誕生した。 このことは、ラブラドールのプルトゥニク複合体とフィンランドのヨルマ複合体という世界最古のオフィオライト(海洋地殻の破片)がよく保存されていることからもわかるように、少なくとも21億年から20億年前までには現代のプレートテクトニックプロセスが作動していたと考えられる。 コロンビアの分裂は、多くの小さな大陸を生み出し、やがて約10億年前までに、別の超大陸、つまり互いに近接したいくつかの大きな大陸のかけらが集まった一群になった。 この集合体はロディニアと呼ばれる。
ロディニアは10億年前以降、多くの玄武岩質のダイクによって貫入された。 これらのダイクは超大陸の分断に寄与し、約6億年前のイアペトゥス海の形成に関連した。 このほか、プルームの活動や大陸の分裂を示すものとして、広大な玄武岩の山や大陸横断の裂け目などがある。 その代表的なものが、ミシガン州からスペリオル湖を経てカンザス州に至る、11億年前の北アメリカのケウィナワン裂け目である。 この裂け目は長さ 2,000 km、幅 160 km で、厚さ 25 km の玄武岩質の溶岩の山を含む。
原生代、特に 21 億年から 18 億年前、13 億年から 10 億年前、8 億年から 5 億年前に、超大陸の分裂とその断片の衝突と関連して多くの山地帯が形成された。 超大陸の分裂によって新たな海盆が形成され、その後、現代の日本の地下にあるような沈み込み帯で破壊された。 海が閉ざされたことで、大陸のブロックが衝突し、北米東部のグレンビル帯のような大きな山地帯が形成された。 この帯は、13億〜10億年前にできたもので、長さは4,000km、最近の地質時代にできたヒマラヤ山脈と非常によく似ている。 大陸の衝突によってできた原生代の主要な山地帯としては、このほか、カナダ北西部のウォプマイ・オロゲン(21億年前)、カナダのトランスハドソン(18億年前)、フィンランドのスヴェコフェニアン(19〜18億年前)、グリーンランド南西部のケティリディアン造山(18億年前)、ブラジル・ナミビア・モザンビークのベルト(すべて9〜5億年前の帯)などが知られている。 一方、西アフリカの21億年前のビリミアンやアラビアン・ヌビア・シールドの10億〜5億年前の帯は、主に地球のマントルに由来する新しい物質が加わって発達したもので、このような山地帯の形成は、地球温暖化の影響を受けている。
多くの新生代盆地は厚い堆積物の山を含み、部分的または完全に原生代の山地帯の上に横たわっているため、その下にある地質学的関係が不明瞭である。 ヒマラヤのようないくつかの新生代の山地帯は、何十キロもの大きさの原生代の岩石のブロックを含み、後の地殻変動によって大きく手直しされている
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