Turinys
Įvadas……………………………………………………………………………………………………………………..21. Žemės formavimasis ir vystymasis prekambryje……………………………………………………………………….31.1 Archėjaus uolienos…………………………………………………………………………………………………….31.2 Atmosferos formavimasis ir jos raida archėjuje………………………………………………………………….…..41.3 Hidrosferos formavimasis ir jos raida archėjuje………………………………………………………………………51.4 Gyvybės atsiradimas ir biosferos evoliucija archėjuje…………………………………………………………….….5Literatūros sąrašas………………………..…………………………………………………………………………….…7
Įvadas
Archeozojus (nuo 5 mlrd. metų iki 2,5 mlrd. metų). Seniausia Žemės istorijos era. Prieš 4 mlrd. metų iš dujų ir dulkių debesies susiformavo senoji Protožemė (10 kartų mažesnė už dabartinę). Buvo karšta, veržėsi ugnikalniai, Žemę gaubė dujos ir garai. Formavosi vulkaninės uolienos, joms irstant – Žemei atvėsus, šiltose jūrose atsirado primityvūs organizmai:bakterijos ir vienaląsčiai dumbliai (prieš 4,2 mlrd.metų). Susidarė ir kito atmosfera, litosfera, hidrosfera ir biosfera.
Kompleksinė archeozojaus (Ar) charakteristika
1. Žemės formavimasis ir vystymasis prekambryje.
Prekambro (AR ir Pr eros, sudarančios kriptozojaus eoną) etapas apima 4 mlrd. metų Žemės istori-jos laikotarpį, kuris tęsėsi 7 kartus daugiau, nei dabartinis fanerozojaus (Fz) etapas. Jo metu susiforma-vo visi išoriniai Žemės apvalkalai – litosfera, hidrosfera ir atmosfera. Uolienos praėjo pilną metamorfiz-mo stadiją. Jos slūgso po didžiule nuosėdine storyme ir paviršiuje atsidengia tik senų platformų skyduo-se ir raukšlėtose kalnų srityse. Tai sudaro 25 mln.km2 arba 17 sausumos. Svarbiausias jų bruožas – me-tamorfizuotumas, uolienų suraukšlėjimas ir suskaldymas. Vėlyvajam archėjui (Ar2) būdingas ir granitiza-cijos procesas, susidarant migmatitams – sudėtingoms uolienoms, su dažnu granitų ir gneisų persisluoks-niavimu. Prekambrą sudaro Ar ir Pr eros, pagal trukmę ir pavienius probleminius organinius mikroradi-nius, kai kada vadinamos savarankiškais eonais.
1.1 Archėjaus uolienos. Ar sudaro didžiulės storymės ultrabazinių ir bazinių vulkaninių, grauvakų, skalūnų ir titnaginių žaliaspalvių uolienų. Pirminėje stadijoje (Ar1) tai buvo ultrabazinės ir bazaltinės lavos bei tufai, persisluoksniuojantys su grauvakiniais smiltainiais, siliciniais ir molio skalūnais. Čia daug cheminės kilmės Fe rūdų, susidariusių povandeninio vulkanizmo sąlygomis. Tai seniausios ži-
nomos Žemės uolienos – metamorfinai Aldono skydo skalūnai, datuojami 4,5 – 4,6 mlrd. metų am-žiumi. Jie artimi dabartiniams toleitiniams vandenynų dugno ir mėnulio bazaltams. Tuo metu vyko masiškas vulkanizmas. Manoma, jog Žemės reljefas, susidaręs vulkanizmo dėka Ar pradžioje, buvęs itin panašus į dabartinį mėnulio reljefą. Šiame reljefe nesant atmosferos ir hidrosferos, išliko milži-niško vulkanizmo pėdsakai – gigantiški krateriai ir lavų laukai. Dėl to Ar pradžia ir vadinama mėnu-lio era Žemėje. Po šios eros vyko kontinentinės plutos branduolių formavimasis. Vulkanizmas deri-nosi su vykstančiu lavos produktų ir tufų išplovimu. Ardymo produktai akumuliavosi nuosėdų pavi-dalu nedidelių kontinentinių masyvų pakraščiuose ir vidiniuose baseinuose. Plona pluta buvo itin ak-tyviai tektoniniai judri. R.Europoje šio laikotarpio uolienos paviršiuje sutinkamos Rusijos šiaurėje (Kolos p-lis) ir Skandinavijoje, datuojamos 3,8 mlrd. metų. Šis uolienų tipas praturtintas stambiais Fe rūdų – džespilitų telkiniais (Kursko magnetinė anomalija Rusijoje, Krivoj Rogos Ukrainoje, o tai pat Kanadoje ir P.Afrikoje). Kitas Ar uolienų tipas – įvairus stipriai metamorfizuotas granitogneisų ir kristalinių skalūnų per-sisluoksniavimas tarp žaliaspalvių uolienų laukų. Šių uolienų storis viršija 10 km, jos itin svarbios skydų formavime. Jų amžius datuojamas 3 – 2,6 mlrd. metų, o asloje esanti granitogneisų storymė tu-ri net 3,5 – 3 mlrd. metų. Ankstyvajame Ar pasirodo pirmieji kupolai iki 100 km.diametre granitų – rūgščių intruzinio magmatizmo uolienų. Šiame uolienų tipe randami nuosėdiniai dariniai, nes, kau-piantis šiam uolienų tipui, vyko intensyvi sausumos (salų) denudacija. Dideli storiai rodo, kad tarp sausumos salų buvo judrūs plokšti plonos bazaltinės plutos plotai. Tarp šių grimztančių pirminių (proto-) geosinklinų ir kaupėsi nuosėdos. Po to, storymės patyrė suraukšlėjimą ir metamorfizmą bei stipriai granitizavosi magminių intruzijų pasekoje.1.2 Atmosferos formavimasis ir jos raida archėjuje
Helis ir vandenilis yra gausiausiai paplitę elementai kosmose. Jie, be abejo, buvo ir protoplanetiniame dujų – dulkių debesyje, iš kurio susidarė Žemė. Vandenilis ir helis, tikriausiai sudarė ir pirminę Že-mės atmosferą, kuri supo besiformuojančią Žemę. Po to vyko Žemės įšilimas (savo vystymosi pra-džioje ji buvo šalta) ir pirminės atmosferos išgaravimas. Iš Žemės mantijos išsiskirdavo dujos, iš ku-rių ir formavosi tikroji – pirminė Žemės atmosfera. Ar eroje iš žemės gelmių magmos degazacijos pasekoje veržėsi dujos, kurios papildė hidrosferą ir atmosferą. Ankstyvojo archeozojaus (Ar1) atmosferoje vyravo angliarūgštis, amoniakas, metanas, HCI, HF, ir H2SO4 garai. Nedaug buvo laisvo azoto. Vykstant vandens fotolizei (vandens molekulių irimas, veikiant Saulės ultravioletinei radiacijai), deguonis labai lėtai kaupėsi viršutiniuose atmosfe-ros sluoksniuose. Šio proceso metu išsiskyręs vandenilis kartu su heliu nugalėjęs Žemės trauką, pask-lido kosmose. Tačiau šiek tiek vandenilio dar išlaikė ryšį su Žeme. Iki dabar dar yra Žemės vandeni-lio “uodega, nusidriekusi Saulės šešėlio kryptimi, išlikusi iš senų laikų. Ne visos išsiskiriančios iš mantijos dujos įėjo į atmosferos sudėtį. Daug chemiškai aktyvių dujų li-ko žemės plutoje, sudarydamos įvairius junginius. Tokiomis dujomis buvo deguonis. Labai dideli jo kiekiai buvo sunaudojami oksidacijos metu. Ar1 metu Žemės paviršiaus temperatūra buvo jau žemesnė nei 1000C. Atmosferos temperatūra irgi krito, o slėgis sumažėjo iki 2-3 atmosferų, debesuotumas jau nebuvo toks tankus ir saulės radiacija ėmė siekti žemės paviršių. Ar2 metu deguonies padaugėjo ir atmosferoje, ir hidrosferoje. Daug daugiau jau buvo azoto ir apie 1,5 karto sumažėjo angliarūgšties kiekis. Tačiau dar maždaug 1/3 atmosferos sudarė amoniakas. Žemės plutos atvėsimas ir sausumos plotų padidėjimas bei reljefo kontrastiškumas sąlygojo pir-mųjų klimatinių zonų susidarymą žemėje. Duomenų apie humidines ir aridines zonas nėra, bet užtat yra apledėjimo duomenų. Apledėjimus rodo tilitai. Seniausio apledėjimo pėdsakai Vakarų Priebaika-lėje ir Australijoje išliko iš Ar2, jų amžius siekia 3 mlrd.m.1.3 Hidrosferos formavimasis ir jos raida archėjuje Hidrosfera pradėjo formuotis Mėnulio stadijos pabaigoje iš suskystėjusios dujų – garų atmosferos. Tačiau to vandens buvo per mažai, kad susidarytų dabartiniai okeanai. Šiuo metu vien tik Žemės pa-viršiuje yra 1,5 mlrd.km3 vandens, Žemės plutoje – 1,3 mlrd.km3, o magmoje – 12-13 mlrd.km3. Tačiau šio vandens didžiausias kiekis yra fiziškai ir chemiškai susijungęs su Žemės gelmių medžiaga. Pagrindinę hidrosferos masę sudaro juvenyliniai vandenys. Jie į pirminius okeanus pateko tektoninių – magminių procesų metu dar prekambryje, nes tada buvo ypač stiprus vulkanizmas. Vandens garai yra granitinės magmos (85,6), o tai pat fumarolių ir geizerių (99,4) pagrindinė dujinė komponentinė. Pirminiai okeanai buvo seklūs. Žemės paviršiui kontrastingėjant, storėjant granitiniam – gneisi-niam sluoksniui, kontinentai kiti, o sunki okeaninė pluta buvo stabili. Tačiau čia susikaupęs vanduo slėgė plutą, ji grimzdo ir formavosi okeaninės įdaubos. Ar1 okeanų vandenyje buvo labai daug ištirpusių dujų. Jos ten pateko vykstant povandeniniam vulkanizmui, kuris prekambryje buvo itin stiprus. Jo metu buvo išmetama druskos rūgštis, floras, sieros rūgštis, angliarūgštis, metanas, todėl aplinka buvo rūgšti. Vandenyje buvo daug ištirpusio SiO2. Ar eros viduryje rūgštys, ištirpusios vandenyje, veikiamos Ca, Na, Mg karbonatų ir kalcito, o tai pat silikatų, sudarų įvairius junginius, palaipsniui eikvojosi ir vanduo neutralizavosi, tapo chloridiniu su sulfatų priemaiša (druskingumas apie 10‰). Ar eros pabaigoje vanduo jau buvo karbonatiniai – chloridinis (druskingumas 10-20‰). Vandens sudėtį keitė ir druskingumą kėlė iš sausumos į vande-
nynus suplaunami karbonatai, kur jie formavosi cheminio dūlėjimo metu. Okeanuose pradėjo formuo-tis karbonatinės uolienos (klintys, dolomitai), o tai pat ir geležies karbonatai (sideritas). Tuo metu pradėjo formuotis silicio – geležies dumblas, sudaręs plonučius geležies mineralų ir silicio oksido sluoksnelius. Iš šių nuosėdų metamorfizmo pasekoje susidarė džespilitai (Fe rūdos).1.4 Gyvybės atsiradimas ir biosferos evoliucija archėjujeVisai dar neseniai vyravo nuomonė, kad archeozojuje gyvybės nebuvo. Dabar jau ir archeozojaus dariniuose rasta vienaląsčių organizmų. Seniausių organizmų pėdsakais mokslininkai laiko grafitines uolienas, kurių amžius datuojamas 3,5 mlrd.m. Silpnai metamorfizuotuose P.Afrikos titnaginguose skalūnuose naudojant elekroninį mikros-kopą, rasti smulkučiai 0,01 mm. diametro sferiniai ir lazdeliniai vienaląsčiai. Jų amžius 3,3-3,2 mlrd. m. Tuo pat laiku, praėjusio amžiaus 60-jų viduryje, JAV (Minesotos valstijoje) geležingose farmacijose, turinčiose 3,0-2,7 mlrd.m., rasti panašios formos alkanai, turintieji daug bendro su chlorofilu.
Dar anksčiau, 1940 m. P. Afrikoje Ar2 uolienose rastos organinės kilmės stromatolitinės klintys. Jų amžius siekia irgi 3,0-2,7 mlrd.m. Visi šie organizmai, turintieji apie 3 mlrd.m., jau yra gana sudėtingi. Suprantama, kad prieš juos turėjo būti primityvesnės formos, kurių amžius turėtų siekti ~ 4 mlrd.m. Taigi, prieš 3 mlrd. m. gyvybė ne tik egzistavo, bet ji jau net bedeguonėje atmosferoje vykdė fotosintezę ir formavo deguonį.
Literatūros sąrašas:
O. Pustelnikovas „Dinaminė ir istorinė geologija su Lietuvos geologijos pagrindais“A. Basalykas „Žemė – žmonijos buveinė“A. Česnulevičius „Geomorfologija“V. Pranaitis, B. Sidauga „Inžinerinė geologija“