Paläoarchaikum
| Äonothem | Ärathem | System | Alter (mya) | |
|---|---|---|---|---|
| P h a n e r o z o i k u m Dauer: 541 Ma |
Känozoikum Erdneuzeit Dauer: 66 Ma |
Quartär | 0 ⬍ 2,588 | |
| Neogen | 2,588 ⬍ 23,03 | |||
| Paläogen | 23,03 ⬍ 66 | |||
| Mesozoikum Erdmittelalter Dauer: 186,2 Ma |
Kreide | 66 ⬍ 145 | ||
| Jura | 145 ⬍ 201,3 | |||
| Trias | 201,3 ⬍ 251,9 | |||
| Paläozoikum Erdaltertum Dauer: 288,8 Ma |
Perm | 251,9 ⬍ 298,9 | ||
| Karbon | 298,9 ⬍ 358,9 | |||
| Devon | 358,9 ⬍ 419,2 | |||
| Silur | 419,2 ⬍ 443,4 | |||
| Ordovizium | 443,4 ⬍ 485,4 | |||
| Kambrium | 485,4 ⬍ 541 | |||
P r ä k a m b r i u m Dauer: 4059 Ma |
P r o t e r o z o i k u m Dauer: 1959 Ma |
Neoproterozoikum Jungproterozoikum Dauer: 459 Ma |
Ediacarium | 541 ⬍ 635 |
| Cryogenium | 635 ⬍ 720 | |||
| Tonium | 720 ⬍ 1000 | |||
| Mesoproterozoikum Mittelproterozoikum Dauer: 600 Ma |
Stenium | 1000 ⬍ 1200 | ||
| Ectasium | 1200 ⬍ 1400 | |||
| Calymmium | 1400 ⬍ 1600 | |||
| Paläoproterozoikum Altproterozoikum Dauer: 900 Ma |
Statherium | 1600 ⬍ 1800 | ||
| Orosirium | 1800 ⬍ 2050 | |||
| Rhyacium | 2050 ⬍ 2300 | |||
| Siderium | 2300 ⬍ 2500 | |||
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 | |||
H a d a i k u m Dauer: 600 Ma |
4000 ⬍ 4600 |
Das Paläoarchaikum ist eine geologische Ära. Es stellt innerhalb des erdgeschichtlichen Äons des Archaikums das zweite von vier Zeitaltern dar. Es beginnt vor etwa 3600 Millionen Jahren mit dem Ende des Eoarchaikums und endet vor etwa 3200 Millionen Jahren mit dem Beginn des Mesoarchaikums.
Etymologie
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Wortzusammensetzung Paläoarchaikum ist abgeleitet vom Altgriechischen παλαιός palaiós „alt“ und ἀρχαῖος arkhaîos „beginnend, ursprünglich“. Paläoarchaikum bedeutet somit „altes Ursprüngliches“. Arkhaîos leitet sich von ἀρχή arkhḗ ab – „Anfang, Beginn“.
Bedeutung
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Ab 3810 Millionen Jahren BP waren die ersten suprakrustalen Gesteine (Metavulkanite und Metasedimente) entstanden, bei denen trotz ihres Verformungsgrades primäre Strukturen noch zu erkennen sind. Dies bedeutet somit den Beginn der irdischen Stratigraphie.
Aus dem Paläoarchaikum sind erstmals Krustensegmente (intensiv verformte Gneise) erhalten geblieben.
Biologie
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In das Paläoarchaikum fallen auch die ersten, wissenschaftlich jedoch noch nicht eindeutig bewiesenen Nachweise von Leben in Form von Bakterien im grönländischen Isua-Gneis. Laut einer Studie lebte das früheste bekannte mikro-fossile Leben, vor rund 3420 Millionen Jahren BP in einem hydrothermalen Adersystem unter dem Meeresboden.[1][2]
Die ersten gesicherten Stromatolithen und eindeutigen Lebensformen waren um 3500 Millionen Jahre BP entstanden. Um 3400 Millionen Jahre BP traten dann die ersten photosynthesierenden Organismen hinzu.[3]
Nachweis für frühes Leben stammt vom Pilbara-Kraton in Westaustralien und vom Kaapvaal-Kraton in Südafrika.[4] Die rund 3480 Millionen Jahre alte, sedimentäre Dresser-Formation des Pilbara-Kratons enthält eine Varietät von Sedimentstrukturen, die von Stromatolithen und von Mikrobenmatten (MISS) verursacht worden waren. Insbesondere die Mikrobenmatten zählen zu den ältesten gesicherten Lebensformen und enthalten womöglich fossilisierte Bakterien. Auch der 3400 Millionen Jahre alte Strelley Pool Chert, der wie die Dresser-Formation der Warrawoona Group angehört, enthält Stromatolithen, eventuell bakteriellen Ursprungs. Es könnte sich hier aber durchaus auch um nicht biogene Stromatholithen handeln, welche durch rein evaporitische Ausfällung am Meeresboden entstanden waren.[5]
Der auf dem Kaapvaal-Kraton beheimatete Barberton Greenstone Belt enthält ebenfalls Spuren ersten Lebens. Laut einer Hypothese entstand der Gürtel gegen 3260 Millionen Jahren, als ein riesiger Asteroid (mit Durchmesser zwischen 37 und 58 Kilometer) die Erde impaktierte. Zwei Formationen innerhalb des Gürtels sind der Buck Reef Chert und der Josefsdal Chert. Beide enthalten Mikrobenmatten mit fossilisierten Bakterien des Paläoarchaikums.
Die Kromberg-Formation aus dem Hangenden der Onverwacht-Gruppe ist mit 3416 bis 3334 Millionen Jahren BP datiert. Auch in ihr finden sich Spuren mikrobiellen Lebens, das sich durch einfache und multiple Zellteilung fortpflanzte.[6]
Geodynamik
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Zu Beginn des Paläoarchaikums um 3600 Millionen Jahre BP bildete sich der Superkontinent Vaalbara, der bis 2700 Millionen Jahre BP (Neoarchaikum) Bestand haben sollte.[7]
Diese Annahme wird durch Ähnlichkeiten zwischen dem Barberton Greenstone Belt und dem Ostteil des Pilbara-Kratons gestützt, welche vermuten lassen, dass beide Krustenteile einem einzigen Superkontinent angehörten – Vaalbara, einem der frühesten Superkontinente der Erde. Sowohl der Kaapvaal-Kraton als auch der Pilbara-Kraton waren bereits ganz am Anfang des Paläoarchaikums entstanden.[8] Paläomagnetische Daten scheinen ein Zusammenhängen der beiden Kontinente während des Paläoarchaikums zu befürworten, vielleicht kam es zu einer Verschmelzung aber auch erst im Mesoarchaikum.
Ungeklärt bleibt auch, ob es im Paläoarchaikum überhaupt aus dem Wasser frei aufragende Landoberflächen gab. Einige Formationen wie beispielsweise die Dresser-Formation, der Josefsdal Chert und die Mendon-Formation liefern Hinweise, dass sie in Oberflächennähe oder darüber abgesetzt worden waren. Eine endgültige Aussage muss aber notgedrungen spekulativ bleiben, da über 90 % der archaischen Kontinentalkruste zerstört worden ist. Sehr wahrscheinlich gab es während des Paläoarchaikums große Anteile kontinentalen Krustenmaterials, die aber unter Meeresniveau verblieben und erst später im Meso- und Neoarchaikum auftauchten. Hotspotinseln dürften die einzigen aus dem Meer aufragenden Landflächen gewesen sein.[9]
Während des Paläozoikums gab es noch keine Plattentektonik im heutigen Sinne, da der Erdmantel damals noch wesentlich wärmer war und auch die geothermische Tiefenstufe im ozeanischen Bereich noch wesentlich steiler verlief. Für das Paläoarchaikum wurde daher eine Art flake tectonics („Schuppentektonik“) vorgeschlagen. Gemäß dieser Modellvorstellung hatte sich anstelle der jetzigen Subduktion eine durchgehend verkieselte ozeanische Oberkruste von ihrer Unterkruste abgelöst und wurde sodann Ophiolithen des späteren Proterozoikums und Phanerozoikums vergleichbar schuppenartig an Kontinentalrändern zusammengeschoben.[10]
Meteoriteneinschläge
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Laut Forschern von Harvard, Stanford University und der ETH Zürich soll vor rund 3260 Millionen Jahren BP ein gigantischer Meteoriteneinschlag die Erde getroffen haben. Dieser S 2-Einschlag war 50 bis 200 mal so groß wie der für das Massensterben an der Kreide-Paläogen-Grenze verantwortliche Chicxulub-Meteorit. Der Einschlag löste sofort riesige, mehrere Tage dauernde Tsunamis aus. Hierdurch wurde unterhalb der Chemokline befindliches Eisen (II) (Fe2+) umgewälzt. In den darauffolgenden Jahren (eventuell auch Dekaden) kam es zu folgenden Ereignissen: vom Boliden abgelöster, Eisen und Phosphor enthaltender Staub regnete auf Land und Meere ab. Durch Verwitterung und Erosion wurde ferner Rückfallmaterial ins Meer eingetragen, darunter kornartige Kristallitpseudomorphosen. Die durch den Impakt erzeugte Wärme kochte die obere Meereschicht auf, wodurch Fe2+, organischer Kohlenstoff und verschiedene Nahrstoffe konzentriert wurden. In einem Prozess von tausenden von Jahren entstand Eisen (III)-Hydroxid (Fe(OH)3) im Meerwasser als auch im Sediment – wovon siderophile Bakterien und Archaea profitierten. Die Lebensformen des Paläoarchaikums erholten sich somit recht rasch von der Katastrophe.[11]
Vorkommen
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- Australien:
- East Pilbara Terrane im Pilbara-Kraton
- Pilbara Supergroup – 3525 bis 3230 Millionen Jahre BP
- Warrawoona Group – 3525 bis 3426 Millionen Jahre BP
- Dresser-Formation - 3483 bis 3479 Millionen Jahre BP
- Strelley Pool Chert - rund 3400 Millionen Jahre BP
- Kelly Group – 3350 bis 3315 Millionen Jahre BP
- Sulphur Springs Group – 3255 bis 3230 Millionen Jahre BP
- West Pilbara Terrane
- Roeburne Group – 3270 bis 3250 Millionen Jahre BP
- Narryer-Gneis-Terran im Yilgarn-Kraton – 3730 bis 3450 Millionen Jahre BP
- East Pilbara Terrane im Pilbara-Kraton
- Südafrika und Eswatini:
- Swaziland Supergroup aus dem Barberton Greenstone Belt im Kaapvaal-Kraton – 3550 bis 3220 Millionen Jahre BP
- Onverwacht-Gruppe – 3420 bis 3260 Millionen Jahre BP
- Kromberg-Formation – 3416 bis 3334 Millionen Jahre BP
- Buckreef Chert – zirka 3420 Millionen Jahre BP
- Josefsdal Chert – zirka 3330 Millionen Jahre BP
- Mendon-Formation – 3300 bis 3260 Millionen Jahre BP
- Kromberg-Formation – 3416 bis 3334 Millionen Jahre BP
- Fig Tree-Gruppe – 3260 bis 3226 Millionen Jahre BP
- Moodies-Gruppe – 3220 bis 3100 Millionen Jahre BP
- Onverwacht-Gruppe – 3420 bis 3260 Millionen Jahre BP
- Swaziland Supergroup aus dem Barberton Greenstone Belt im Kaapvaal-Kraton – 3550 bis 3220 Millionen Jahre BP
- Vereinigte Staaten von Amerika:
- Superior-Kraton
- Watersmeet Gneiss Dome im Norden Michigans – 3560 Millionen Jahre BP
- Morton-Gneis im Südwesten Minnesotas – 3524 ± 9 Millionen Jahre BP
- Montevideo-Gneis im Südwesten Minnesotas – 3485 ± 10 Millionen Jahre BP
- Superior-Kraton
Siehe auch
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Isaac Schultz: These Squiggles May Be Some of the Oldest Fossil Life on Earth - Researchers say the fossils were left by 3.42-billion-year-old microbes. They could offer clues as to what sort of life may exist on other planets. In: Gizmodo. 2021 ([1]).
- ↑ Barbara Cavalazzi: Cellular remains in a ~3.42-billion-year-old subseafloor hydrothermal environment. In: Science Advances. volume 7, 2021, S. eabf3963, doi:10.1126/sciadv.abf3963.
- ↑ Tanai Caredona: Early Archean origin of heterodimeric Photosystem I. In: Heliyon. Band 4 (3), 2016, doi:10.1016/j.heliyon.2018.e00548.
- ↑ Martin Homann: Earliest life on Earth: Evidence from the Barberton Greenstone Belt, South Africa. In: Earth-Science Reviews. Band 196: 102888, 2019, doi:10.1016/j.earscirev.2019.102888.
- ↑ Martin J. van Kranendonk: Chapter 7.2 A review of the evidence for putative Paleoarchean life in the Pilbara craton, Western Australia. Hrsg.: Martin J. van Kranendonk, R. Hugh Smithies und Vickie C. Bennett, Developments in Precambrian Geology. Earth's Oldest Rocks. Vol. 15. Elsevier. Elsevier, 2007, S. 855–877, doi:10.1016/s0166-2635(07)15072-6.
- ↑ Jozef Kaźmierczak und Barbara Kremer: Pattern of cell division in ~3.4 Ga-old microbes from South Africa. In: Precambrian Research. Band 331, 2019, S. 1–9, doi:10.1016/j.precamres.2019.105357.
- ↑ 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.
- ↑ Martin J. van Kranendonk, R. Hugh Smithies, William L. Griffin, David L. Huston, Arthur H. Hickman, David C. Champion, Carl R. Anhaeusser und Franco Pirajno: Making it thick: a volcanic plateau origin of Palaeoarchean continental lithosphere of the Pilbara and Kaapvaal cratons. In: Geological Society, London, Special Publications. Band 389 (1), 2015, S. 83–111, doi:10.1144/SP389.
- ↑ Jun Korenaga: Was there land on the early Earth? In: Life. Band 11 (11): 1142, 2021, doi:10.3390/life11111142.
- ↑ Eugene G. Grosch, Giulio Viola und Sibusisiwe Ndlela: Geological record of Paleoarchean oceanic flake tectonics preserved in the c. 3.3 Ga Kromberg volcanic type-section, Barberton greenstone belt, South Africa. In: Precambrian Research. Band 346: 105815, 2020, doi:10.1016/j.precamres.2020.105815.
- ↑ Nadja Drabon und Kollegen: Effect of a giant meteorite impact on Paleoarchean surface environments and life. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 121 (44), 2024, doi:10.1073/pnas.2408721121.