Neoarchaikum
| Äon | Ära | Periode | ≈ Alter (mya) |
|---|---|---|---|
| später | später | später | jünger |
| A r c h a i k u m Dauer: 1500 Ma |
Neoarchaikum Dauer: 300 Ma |
2500 ⬍ 2800 | |
| Mesoarchaikum Dauer: 400 Ma |
2800 ⬍ 3200 | ||
| Paläoarchaikum Dauer: 400 Ma |
3200 ⬍ 3600 | ||
| Eoarchaikum Dauer: 400 Ma |
3600 ⬍ 4000 | ||
| früher: Hadaikum | |||
Das Neoarchaikum ist ein geologisches Zeitalter. Es stellt innerhalb des erdgeschichtlichen Äons des Archaikums das letzte von vier Zeitaltern (Neoarchaikum = neues Archaikum) dar. Es beginnt vor etwa 2800 Millionen Jahren mit dem Ende des Mesoarchaikums und endet vor etwa 2500 Millionen Jahren mit dem Beginn des Paläoproterozoikums.
Etymologie
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Wortzusammensetzung Neoarchaikum ist abgeleitet vom Altgriechischen νέος néos „neu, frisch“ und ἀρχαῖος arkhaîos „beginnend, ursprünglich“. Neoarchaikum bedeutet somit „Neues Ursprüngliches“.
Definition
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Das Neoarchaikum ist nach wie vor rein chronologisch und absolut willkürlich über Absolutalter definiert. Gradstein und Kollegen hatten 2012 eine stratigraphisch orientierte Neugliederung vorgeschlagen.[1] Demnach enthält das Neoarchaikum folgende zwei Perioden:
- Methanium mit einer Dauer von 2780 bis 2630 Millionen Jahre BP
- Siderium mit einer Dauer von 2630 bis 2420 Millionen Jahre BP.
Gemäß diesem Vorschlag beginnt das Methanium 20 Millionen Jahre nach dem Beginn des Neoarchaikums, hingegen endet das Siderium 80 Millionen Jahre nach Ende des Neoarchaikums.
Charakterisierung
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Neuere Forschungen deuten darauf hin, dass erstmals im Neoarchaikum die Voraussetzungen für das Entstehen höherer Gebirge gegeben waren. In den Zeitaltern davor war die kontinentale Lithosphäre aufgrund ihrer geringeren Viskosität (hohe Temperatur und zu geringe Dicke) für topographische Erhöhungen von mehr als 2.500 Metern noch nicht ausreichend tragfähig.[2]
In das Neoarchaikum fällt ein in der Erdgeschichte einmaliger Puls magmatischer Aktivität, das so genannte Spätarchaische Superereignis. Es führte im Zeitraum 2700 bis 2500 Millionen Jahre BP zu einem enormen Krustenwachstum und wahrscheinlich zur Bildung eines oder mehrerer Superkontinente (Kenorland bzw. Superia und Sclavia). Maxima in den Zirkonaltern und in der Häufigkeitsverteilung von Grünsteingürteln und mit ihnen assoziierten, orogenen Goldvorkommen unterstreichen die Bedeutung dieses Ereignisses.
Die letzte Phase des Neoarchaikums wird durch die weltweite Bildung von Bändererzen charakterisiert. Ein Großteil des in den Ozeanen gelösten Eisens wurde dadurch gefällt, so dass ab dem Paläoproterozoikum die Sauerstoffkonzentration im Meerwasser und schließlich auch in der Erdatmosphäre ansteigen konnte (siehe hierzu auch Große Sauerstoffkatastrophe).
Entscheidend im Neoarchaikum war ferner die komplexe Entwicklung des Lebens und ein Anstieg in der Bildungsrate von Kontinenten.
Entwicklung des Lebens
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Das Neoarchaikum erlebte eine Erhöhung in der atmosphärischen Sauerstoffkonzentration, nachdem Cyanobakterien bereits im Mesoarchaikum zur oxygenierten Photosynthese übergegangen waren. Die fortlaufend veränderten Umweltbedingungen im Neoarchaikum setzen es von den vorangegangenen Ären ab – wie beispielsweise drastische Unterschiede in der Zusammensetzung der Erdatmosphäre sowie und in der Bodenbeschaffenheit. Dies ermutigte die Metabolismen der Mikroben, sich weiterzuentwickeln und weiter zu differenzieren. Hilfreich hierbei war möglicherweise die Zufuhr präbiotischer organischer Moleküle in Form von Meteoriten und Kometen oder auch durch rein abiotische Reaktionen. Das Wachstum juveniler kontinentaler Kruste und der Beginn von Plattentektonik während des Archaikums ermöglichte es Mikroorganismen, eine gestiegene Anzahl von Umweltnischen zu besiedeln, da jetzt eine größere Gesteinsvielfalt mit komplexerer Oberflächenchemie vorhanden war.[3] Manche Metaboliker florierten, da sie an bestimmte Metalle gelangen konnten, wohingegen andere dies nicht konnten und sozusagen am Hungertuch nagten. So hat beispielsweise die Verfügbarkeit von Kupfer im Neoarchaikum wahrscheinlich Aerobier befördert.
Im vorangegangenen Archaikum war die Photosynthese womöglich noch durch Phosphormangel benachteiligt, welcher auf schlechtem biologischen Recycling unter anaerobischen Bedingungen beruhte. Dieser Engpass wurde im Neoarchaikum aber durch phosphorreiche Magmatite wettgemacht. Zusammen mit einer geodynamisch bedingten höheren Versenkungsrate an organischer Materie und höheren Oxidationsstufen in vulkanischem Schwefel und magmatischem Eisen wurde eine Konzentrationserhöhung an atmosphärischem Sauerstoff erzielt, der schließlich zu Beginn des Paläoproterozoikums in die Große Sauerstoffkatastrophe einmünden sollte.
Der früheste Hinweis auf mikrobielle Schwefeloxidation stammt aus der 2520 Millionen Jahre alten Gamohaan-Formation Südafrikas – schwefeloxidierende Bakterien hatten sich somit bereits vor der Großen Sauerstoffkatastrophe entwickelt.[4] Die ersten Eukaryoten finden sich in neoarchaischen Ablagerungen Südafrikas. Sie sind zwischen 2800 und 2700 Millionen Jahre alt und ähneln heutigen siphontragenden Mikroalgen. Die Gleichstellung dieser Mikrofossilien mit Eukaryoten wird jedoch kontrovers diskutiert und bleibt weiter umstritten.[5]
Wachstum der Kontinente
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Während des Neoarchaikums soll sich vor 2700 Millionen Jahren der Superkontinent Kenorland gebildet haben.[6] Das besondere Interesse an Kenorland sind seine im Kanadischen Schild gelegenen, vulkangebundenen, massiven Sulfid- sowie Gold- und Uranvorkommen. Neuere Forschungen stellen jedoch die Existenz von Kenorland in Frage und propagieren andere Superkontinente im Neoarchaikum wie beispielsweise Superia oder auch Vaalbara. Neuere geologische Erkenntnisse deuten jetzt darauf hin, dass sich die Churchill Province – ein Teilabschnitt von Kenorland – erst nach dem Neoarchaikum vor 1900 Millionen Jahren zu einem eigenen Kontinent Nuna formiert hatte. Dies fußt auf einer Untersuchung der paläoproterozoischen Deckschichten des nördlichen Kenorlands sowie auf der Sutur zwischen dem Rae- und dem Hearne-Kraton.
Der Superkontinentzyklus kann ausgehend von Pangäa anhand der Muster studiert werden, welche aus der Erhaltung der Kontinentfragmente und ihrer mineralischen Ablagerungen resultieren. Die bereits früher im Archaikum einsetzende Plattentektonik lieferte den Motor für Metamorphosen und Magmatismus, die ihrerseits wiederum einen sehr großen Beitrag zur kontinentalen Entwicklung beisteuerten. Das Studium des Auseinanderbrechens von Superkontinenten und ihre Neukonfigurierung verknüpft sowohl Prozesse im tiefen Erdinnern mit Prozessen an der Erdoberfläche. Inkorporiert werden hierbei auch sehr unterschiedliche geodynamische Modelle des frühen Paläoproterozoikums.[6]
Ereignisse
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- 2960 bis 2760 Millionen Jahre BP:
- Ausbruch der Blake River Megacaldera, eines Supervulkans in Ontario/Quebec (Superior-Kraton)
- Um 2700 Millionen Jahre BP:
- Insgesamt 15 Diamiktithorizonte belegen eine Vereisung in dem über 500 Meter mächtigen, rund 2700 Millionen Jahre alten Talya Conglomerate der Vanivilas-Formation im Süden Indiens.[7] Eine zeitgleiche Vereisung wird auch direkt unterhalb des Intrusionskontaktes des Stillwater-Komplexes in Montana dokumentiert.[8]
- 2600 Millionen Jahre BP:
- Eindringen des Sacred Heart Granites in den Morton-Block der Minnesota River Valley Subprovince
- Zwischen 2530 und 2510 Millionen Jahre BP:
- Eindringen des Closepet-Granits in den Peninsular Gneiss Complex (PGC) im Südindischen Dharwar-Kraton.
Stratigraphie
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Bedeutende Sedimentbecken und geologische Formationen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Minas Supergroup im Osten Brasiliens – 2610/2580 bis 2420 Millionen Jahre BP
- Dharwar Supergroup im Süden Indiens:
- Chitrapura Group – 2700 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Ingaldhal-Formation – 2691 bis 2610 Millionen Jahre BP
- Vanivilas-Formation – um 2700 bis 2691 Millionen Jahre BP
- Bababudan Group – 2910 bis 2700 Millionen Jahre BP
- Mundre-Formation/Jagar-Formation – 2718 bis zirka 2700 Millionen Jahre BP
- Mulaingiri-Formation – um 2720 bis 2718 Millionen Jahre BP
- Santaveri-Formation und Allampur-Formation – 2848 bis 2747 Millionen Jahre BP
- Chitrapura Group – 2700 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Yellowknife Supergroup in Kanada – 2700 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Ventersdorp Supergroup auf dem Kaapvaal-Kraton in Südafrika – 2740 bis 2690 Millionen Jahre BP
- Östlicher Block des späteren Nordchina-Kratons – 2800 bis 2600 Millionen Jahre BP mit:
- Taishan Group im westlichen Shandong – 2767 bis 2671 Millionen Jahre BP
- Shangcaoyu-Formation – um 2671 Millionen Jahre BP
- Yanlingguan-Formation – 2767 bis 2740 Millionen Jahre BP
- Upper Anshan Group in Anshan – 2724 bis 2610 Millionen Jahre BP
- Yingtaoyuan-Formation und Cigou-Formation – 2724 bis 2660 Millionen Jahre BP
- Ferner Jiaodong Group im östlichen Shandong, Jiapigou Group im südlichen Jilin, Jianping Group im westlichen Liaoning und Qianxi Group/Zhunhua Group/Dantazi Group/Badaohe Group/Miyun Group im östlichen Hebei
- Taishan Group im westlichen Shandong – 2767 bis 2671 Millionen Jahre BP
- Transvaal-Becken in Südafrika – 2670 bis 1900 Millionen Jahre BP
- Transvaal Supergroup:
- Ghaap Group im Griqualand-West-Gebiet – 2669 ± 5 bis 2450 Millionen Jahre BP
- Campbellrand Subgroup und Malmani Subgroup – 2650 bis 2500 Millionen Jahre BP
- Schmidtsdrif Subgroup – 2690 bis 2590 Millionen Jahre BP
- Vryburg-Formation, korrelierbar mit Black Reef Quartzite Formation – 2642 Millionen Jahre BP
- Chuniespoort Group im Transvaal-Gebiet – 2588 ± 6 bis 2460 Millionen Jahre BP
- Ghaap Group im Griqualand-West-Gebiet – 2669 ± 5 bis 2450 Millionen Jahre BP
- Transvaal Supergroup:
- Hamersley-Becken in Westaustralien
- Hamersley Group – 2715 bis etwa 2400 Millionen Jahre BP
- Fortescue Group – 2780 bis 2630 Millionen Jahre BP mit:
- Jeerinah Formation – um 2700 Millionen Jahre BP. Enthält Sterane als molekulare Biomarker.
- Tumbiana Formation – um 2725 bis 2720 Millionen Jahren BP. Führt Stromatolithen und Mikrofossilien.
- Mount Roe Basalt – ab 2780 Millionen Jahren BP. Enthält Paläobodenhorizonte.
- South Pass Greenstone Belt in Wyoming – 2700 bis 2600 Millionen Jahre BP
Lagerstätten
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]_(Michipicoten_Iron-Formation,_Neoarchean,_2696-2749_Ma;_outcrop_above_Route_17_roadcut_east_of_Bridget_Lake,_south_of_Wawa,_Ontario,_Canada)_64_(48069957291).jpg)
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- Chrom, Platin und Palladium:
- Stillwater-Komplex, Montana – 2700 Millionen Jahre BP
- Eisen (Bändererze):
- Michipicoten Iron Formation, Kanada – 2744 bis 2696 Millionen Jahre BP
- Marra Mamba Iron Formation in Westaustralien – 2630 Millionen Jahre
- Cauê Banded Iron Formation der Itabira Group, Minas Supergroup in Brasilien – 2580 bis 2420 Millionen Jahre BP
- Asbestos-Hills-Subgroup der Ghaap Group in Südafrika – 2489 bis 2480 Millionen Jahre
- Penge-Formation der Chuniesport Group in Südafrika – um 2480 Millionen Jahre BP
- Brockman Iron Formation im Hamersley-Becken, Westaustralien – 2469 Millionen Jahre BP
- Kuruman Iron Formation der Campbellrand Subgroup in Südafrika – um 2465 Millionen Jahre BP
- Gold:
- Witwatersrand-Becken, Südafrika (mehrere Lagerstätten) – 3074 bis 2714 Millionen Jahre BP
- Ventersdorp Contact Reef in Südafrika – 2729 ± 19 Millionen Jahre BP
- Eastern Goldfields Province bei Kalgoorlie, Yilgarn-Kraton, Westaustralien – 2640 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Lagerstätte Golden Mile
- Südlicher Abitibi-Grünsteingürtel in Kanada – jünger als 2670 Millionen Jahre BP
- Lagerstätte Kirkland Lake
- Lagerstätte McIntyre-Hollinger
- Östlicher Dharwar-Kraton – älter als 2550 Millionen Jahre BP
- Lagerstätte Kolar
- Sukumaland-Grünsteingürtel des Tansania-Kratons – jünger als 2640 Millionen Jahre BP
- Lagerstätte Bulyanhulu
- Lagerstätte Geita
- Rio-das-Velhas-Grünsteingürtel des São-Francisco-Kratons in Brasilien – jünger als–2710 Millionen Jahre BP
- Lagerstätte Morro Velho
- Gold und Uran:
- Witwatersrand-Becken, Südafrika (mehrere Lagerstätten) – 3074 bis 2714 Millionen Jahre BP
Geodynamik
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- Baltischer Schild:
- Entstehung der Kareliden – 3100 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Lopium-Orogenese in Karelien – 2800 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Entstehung der Kareliden – 3100 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Dharwar-Kraton in Südindien:
- Nilgiri-Biligirirangan-Madras-Granulitgürtel mit suprakrustalen Gesteinen – 2800 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Kaapvaal-Kraton:
- Nordwärts gerichtete Überschiebung von Grünsteingürteln am Nordrand des Kapvaal-Kratons – 2729 ± 19 Millionen Jahre BP
- Kanye Volcanic Formation in Botswana – 2769,3 ± 2,3 Millionen Jahre BP
- Intrusion des Gaborone-Granitkomplexes in Botswana (Granit vom Rapakiwi-Typus) – 2780,6 ± 1,8 Millionen Jahre BP
- Kaapvaal-Kraton und Zimbabwe-Kraton:
- Limpopo-Gürtel
- Überschiebung der Southern Marginal Zone nach Süden auf den Kaapvaal-Kraton (granulitfazielle Metamorphose) – 2691 ± 7 Millionen Jahre BP
- Intrusionen syntektonischer Granitoide in der Central Zone – 2664 bis 2572 Millionen Jahre BP
- Limpopo-Gürtel
- Pilbara-Kraton:
- Mafischer Gangschwarm um 2772 Millionen Jahren BP
- Schottland:
- Borgie Inlier mit einem Protolithenalter von 2800 Millionen Jahre BP
- Lewisian des Hebriden-Terrans im Nordwesten Schottlands
- Ereignis des Badcallians um 2760 Millionen Jahre BP. Granulitfazielle Metamorphose und Verformung
- Hebriden-Terran
- Inverian-Ereignis in NW-Schottland um 2500 Millionen Jahre BP
- Superior-Kraton:
- Blake River Megacaldera, ein Supervulkan in Ontario/Quebec – 2960 bis 2760 Millionen Jahre BP
- In Nordamerika geht die Algoman Orogeny um 2500 Millionen Jahre BP zu Ende. Die Algoman Orogeny ist in Kanada als Kenoran Orogeny bekannt, in Minnesota als Sacred Heart Orogeny
- Westaustralien:
- Glenburgh-Terran
- Krustenbildung an einem vulkanischen Inselbogen – 2730 bis 2600 Millionen Jahre BP
- Glenburgh-Terran
- Wyoming-Kraton:
- South Pass Greenstone Belt in Wyoming – 2700 bis 2600 Millionen Jahre BP
Siehe auch
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Felix M. Gradstein u. a.: On the Geologic Time Scale. In: Newsletters on Stratigraphy. Band 45/2, 2012, S. 171–188.
- ↑ Patrice F. Rey und Nicolas Coltice: Neoarchean lithospheric strengthening and the coupling of Earth’s geochemical reservoirs. In: Geology. v. 36, no. 8, 2008, S. 635–638, doi:10.1130/G25031A.1.
- ↑ Kevin Lepot: Signatures of early microbial life from the Archean (4 to 2.5 Ga) eon. In: Earth-Science Reviews. Band 209: 103296, 2020, doi:10.1016/j.earscirev.2020.103296.
- ↑ Andrew D. Czaja, Nicolas J. Beukes und Jeffrey T. Osterhout: Sulfur-oxidizing bacteria prior to the Great Oxidation Event from the 2.52 Ga Gamohaan Formation of South Africa. In: Geology. Band 44 (12), 2016, S. 983–986, doi:10.1130/G38150.1.
- ↑ , Józef Kaźmierczak, Barbara Kremer, Wladyslaw Altermann und Ian Franchi: Tubular microfossils from ∼2.8 to 2.7Ga-old lacustrine deposits of South Africa: A sign for early origin of eukaryotes? In: Precambrian Research. Band 286, 2016, S. 180–194, doi:10.1016/j.precamres.2016.10.001.
- ↑ a b Sally J. Pehrsson, Robert G. Berman, Bruce Eglington und Robert Rainbird: Two Neoarchean supercontinents revisited: The case for a Rae family of cratons. In: Precambrian Research, Paleoproterozoic tectonic assembly of the western Canadian shield: new findings and implications for the reconstruction of Laurentia/Nuna. Band 232, 2013, S. 27–43, doi:10.1016/j.precamres.2013.02.005.
- ↑ R. W. Ojakangas u. a.: The Talya Conglomerate: an Archean (~ 2.7 Ga) Glaciomarine Formation, Western Dharwar Craton, Southern India. In: Current Science. Band 106, N° 3, 2014, S. 387–396.
- ↑ N. J. Page: The Precambrian diamictite below the base of the Stillwater Complex, Montana. In: M. J. Hambrey, N. B. Harland (Hrsg.): Earth's Pre-Pleistocene Glacial Record. Cambridge University Press, Cambridge 1981, S. 821–823.