Archaikum (prahory)
Archaikum trvalo dlouhých 1,5 miliardy let. Datuje se do doby před 4,0 až 2,5 miliardami let (Ga) a mezi nejdůležitější události patří vznik oceánů a následný výskyt bakterií a sinic. Z archaika (prahor) také pochází první bezpečné doklady o existenci atmosféry a hydrosféry. Na konci archaika začala utvářet jádra dnešních kontinentů tzv. kratony. Klima bylo po celou dobu velmi horké a vlhké.
Název archaikum zavedl v roce 1872 americký geolog James Dwight Dana.
V literatuře se můžete setkat i se staršími názvy jako jsou: azoikum, archeozoikum nebo české označení "prahory".
Atmosféra v archaiku
Vlivem rozsáhlé sopečné činnosti vznikla před 3,9 miliardy let atmosféra, která byla složená hlavně z vodní páry (70-80%), dusíku a oxidu uhličitého. V menším množství obsahovala i oxid siřičitý, oxid uhelnatý, methan, amoniak, vodík, kyselinu chlorovodíkovou a jiné plyny. Před 3,9 až 3,8 miliardy let ustalo rozsáhlé bombardování planety, což umožnilo další ochlazení a zkondenzování vody v mracích.
Na pomalu chladnoucím povrchu Země se pozvolna začala vyvíjet prvotní zemská kůra, která byla křehká a neustále ji narušovala silná zemětřesení a vulkanická činnost. Typově měla nejblíže k dnešnímu typu kůry oceánské.
Na obrázku: výřez z díla Zdeňka Buriana (Azoikum I, olej na plátně) z výstavy Zápas ichtyosaurů v MZM Brno.
Nejstarší zbytky kontinentální kůry byly objevené u Yellowknife na severozápadě Kanady (Northwest Territories) a jsou datovány na 3,96 mld let. V oblasti Isua v Grónsku byly zjištěny rovněž velmi staré tonalitické ruly (3,8 mld let), velmi staré zbytky felsické kůry byly nalezeny rovněž v Enderby Land v Antarktidě (3,9 mld let) a v oblasti Limpopo v jižní Africe (3,8 mld let). [1]
Voda vyskytující se na zemském povrchu začala modelovat ráz krajiny. V oceánech se začaly ukládat první sedimenty a mořská voda byla obohacená o první rozpuštěné soli. Země však stále byla neklidná, v hlubinách se přemisťovaly obrovské masy roztavených hornin, vysoké tlaky posouvaly celé pevninské kry, což vedlo stále k opakujícím zemětřesením a sopečným erupcím.
Avšak nahromadění takového množství vody, které by zaplnilo oceány, trvalo miliony až dokonce miliardy let. Svědectvím o velmi časné přítomnosti vodního obalu na naší planetě nám podávají nejstarší dosud zjištěné usazeniny v oblasti Isua v Grónsku, jejichž stáří odpovídá 3,8 miliard let. [1]
První fosilie. Kde je voda, je také život
Jak asi vznikl život jsme rozebírali v článku Hypotézy o vzniku života na Zemi. Jen připomenu, že otázka samotného vzniku zůstává dodnes nezodpovězena.
Teplota vody v oceánech byla zpočátku příliš vysoká, ale postupně klesala. První mikroskopické organismy byly tedy velmi odolné, neboť museli čelit vysoké radiaci, teplotě i koncentraci rozpuštěných solí. K dispozici měly také velmi málo kyslíku, a protože v této době neexistovala ochranná ozónová vrstva, museli se vyrovnat i s vysokou mírou ultrafialového záření. Nejstarší známé stopy života na Zemi byly objeveny v grafitové vrstvě staré 3,95 miliard let, nalezené v pásu páskovaných železných rud Isua v kanadském Labradoru, ale i v Grónsku. V současné době (2020) zatím není jasné které organismy grafit vyprodukovaly.
První fosilie v pravém slova smyslu pocházejí z 3,4 mld let starých hornin skupiny Onverwacht v jižní Africe. Jedná se o kulovité anaerobní bezjaderné mikroorganizmy Archaeosphaeroides barbertonensis. [1]
Asi před 3,4 mld let se objevují v mělkomořském až pobřežním prostředí stromatolity, první makroskopické doklady existence života.
Na foto: stromatolit z Peru (13 x 7 x 5 cm; 476 g), naši nabídku stromatolitů naleznete v kategorii ostatních zkamenělin.
Stromatolity
M. A. Semikhatov se spoluautory (1979) a po nich mnozí další definovali a dosud definují stromatolity jako struktury v sedimentárních prostředích, spojené s povrchem dna, laminované, nesoucí známky postupného růstu; přirůstání vychází z jednoho místa nebo z omezené části povrchu. Není zde tedy ani zmínka o biogenním původu; naopak, stromatolity se geneticky dělí na biogenní a abiotické, v některých pracích jsou navíc odlišeny také hybridní stromatolity. S tak širokým pojetím termínu stromatolit však málokdo souhlasí. Stromatolity byly definovány jako struktury vzniklé s pomocí mikrobů a tak by to mělo zůstat. [2]
Na foto: recentní stromatolity v zátoce Shark Bay, Austrálie. Autor: sharkbay.org
Pregnantně to shrnuje Robert Riding (2011), když píše, že otázka důkazů biogenního původu fosilních stromatolitů je trvalým a největším problémem studia celé skupiny a že jediným důvodem, proč někteří badatelé utíkají k morfologické definici namísto definice genetické, je obtížnost důkazu biogenního původu u většiny fosilních stromatolitů. K tomu se ovšem chce dodat, že máme-li v 95 % případů pochybnosti o genezi zkoumaných struktur, je tento jediný důvod důvodem dost pádným. Přes výše uvedené výhrady jsem pro ponechání pojmu stromatolit pro biogenní formy. Rozšířením na anorganické formy by pojem ztratil velkou část svého opodstatnění. Souhlasím se Stanleyem Awramikem a Kathleen Greyovou (2005), že je lepší mluvit o pochybných či předpokládaných stromatolitech než „vylít s vaničkou i dítě“ a pojem otevřít kdejakému kusu páskované horniny. [2]
Zatímco do nedávné doby téměř nikdo nezpochybňoval výskyt stromatolitů (míněny jsou „biogenní“ stromatolity) v prahorních sedimentech a slabě metamorfovaných horninách (stáří 3,8 až 2,5 miliardy let), v současné době jsou mnohé prahorní nálezy zpochybňovány. Nicméně jako nejstarší stromatolity jsou i nadále uváděny nálezy z dresserského souvrství (Dresser Formation) západní Austrálie, jejichž stáří je odhadováno na 3,49 miliardy let. [2]
Foto: Zbytky kolonií stromatolitů přežívají až dodnes, např. u pobřeží Austrálie (Žraločí zátoka - Hamelin Pool). Z lokality Hamelin Pool pochází i fotografie výše. Díky google street view si zátoku můžete prohlédnout online. Zdroj: Google Street View
Mikroorganismy, které se podílely na tvorbě stromatolitů, patřily mezi první fotosyntetizující organismy a měly pravděpodobně velkou zásluhu na obohacování atmosféry kyslíkem. Než se však jimi uvolňovaný kyslík mohl začít uvolňovat do atmosféry, nejprve v mořích rozpuštěný kyslík zreagoval s veškerým rozpuštěným dvojmocným železem, čímž vznikla současná ložiska železné rudy, např. právě v Austrálii.
Na foto: Páskovaná železná ruda ze Severní Ameriky, stará 2,1 miliardy let. Hmotnost asi 8,5 tuny. Národnímu muzeu geologie, Drážďany, Německo. Autor: André Karwath aka Aka
Obsah kyslíku se začal ve vodách výrazněji zvyšovat až poté, když většina železa již z roztoků vypadla. K tomu došlo až počátkem proterozoika, zhruba 1,8 Ga (mld let), kdy výskyt páskovaných Fe rud končí. Postupným nahromaděním kyslíku v atmosféře se vytvořila clona, která se stala ochranou organismů před nežádoucími ultrafialovými paprsky. Kyslík zároveň znamenal kvalitní zdroj energie. Nic už nebránilo vývoji mnohobuněčných organismů. [1]
Konec archaika
Na konci archaika vznikala jádra dnešních kontinentů tzv. kratony a vznik prvého jednotného superkontinentu je datován 2,7 Ga. Archaikum trvalo dlouhých 1,5 miliard let. Konec je nejčastěji datován na 2,5 miliardy let. Po archaiku následuje proterozoikum (starohory), které trvá dalších téměř 2 miliard let. Celkově prekambrium (hadaikum + archaikum + proterozoikum) zabírá období trvající 4,059 miliard let, což představuje asi 8/9 z celkové doby vývoje Země.
Použitá literatura, zdroj:
- [1] Prekambrium Historická geologie pro GMT; Pavlína Doupovcová; Petr Skupien; Ostrava 2018
- [2] Věda kolem nás - Stromatolity