Jordens historia: Från bildandet för 4,56 miljarder år till idag

Arkeisk jord

I början av Arkaien var jordens värmeflöde nästan tre gånger högre än i dag, och det var fortfarande dubbelt så högt som i början av Proterozoikum. Plattor och vulkanisk aktivitet var således betydligt mer aktiva än vad de är idag; jordskorpan var inte bara tunnare än vad den är idag, utan troligen uppdelad i många fler tektoniska plattor, med många heta punkter, sprickdalar och transformförkastningar. Förekomsten av plattektonik under denna eon är omtvistad: det är ett aktivt område för modern forskning. ^p297-302

Det fanns inga stora kontinenter förrän sent under arkeisk tid; små protokontinenter var normen, som hindrades från att växa samman till större enheter av den höga takten i den geologiska aktiviteten. Dessa protokollkontinenter av felsisk typ bildades troligen vid heta punkter snarare än vid subduktionszoner, från en mängd olika källor: mafisk magma som smälter mer felsiska bergarter, partiell smältning av mafisk bergart och metamorfisk förändring av felsiska sedimentära bergarter. ^p297-301

Den arkeiska atmosfären saknade tydligen fritt syre. Temperaturen verkar ha varit nära dagens nivå, även om astronomer tror att solen var ungefär en tredjedel svagare. Detta tros återspegla större mängder växthusgaser än senare i jordens historia.

Arkeisk geologi

De äldsta bergsformationerna på jordens yta är arkeiska eller något äldre. Arkeiska bergarter är kända från Grönland, den kanadensiska skölden, västra Australien och södra Afrika. Även om de första kontinenterna bildades under denna tidsålder utgör bergarter av denna ålder endast 7 % av världens nuvarande kratoner. Även om man tar hänsyn till erosion och förstörelse av tidigare formationer, tyder allt på att endast 5-40 % av den nuvarande kontinentala jordskorpan bildades under arkeisk tid. ^p301

Till skillnad från proterozoiska bergarter är arkeiska bergarter ofta kraftigt metamorfiserade djuphavssediment, t.ex. gråberg, lerstenar, vulkaniska sediment och bandade järnformationer. Grönstensbälten är typiska arkeiska formationer som består av växelvis hög- och lågmetamorfa bergarter. De högkvalitativa bergarterna härrör från vulkaniska öbågar, medan de lågkvalitativa metamorfa bergarterna representerar djuphavssediment som eroderats från de angränsande öbågarna och avlagrats i en förarkbassäng. Kort sagt representerar grönstensbältena suturerade protokontinenter. ^p302-3

Arkeiskt liv

Fossil av cyanobakteriemattor (stromatoliter) finns i hela arkeisk tid - och blir särskilt vanliga sent i eon - medan några få andra troliga bakteriefossil är kända från kertalager.^p307 Förutom bakterier har man också identifierat mikrofossiler av extremofila arkéer.

Det finns inga kända fossil av eukaryoter.^{p306, 323} Det finns ännu inga fossila bevis för virus.

Den proterozoiska dokumentationen

Den geologiska dokumentationen av proterozoiskan är mycket bättre än den av den föregående arkeiska perioden. I motsats till de djuphavsavlagringar som fanns under arkeisk tid, innehåller proterozoisk tid många lager som har lagts ner i omfattande, grunda epikontinentala hav. Dessutom är många av dessa bergarter mindre metamorfoserade än stenar från arkeisk tid, och många är faktiskt oförändrade.^p315 Studier av dessa bergarter visar att eonet kännetecknades av snabb kontinental ackretion (unik för Proterozoikum), superkontinentcykler och helt modern orogen aktivitet. ^{p315/8; 329/32}

De första kända istiderna inträffade under Proterozoikum. En istid började strax efter eons början. Det fanns minst fyra under neoproterozoisk tid, som kulminerade med "snöbollsjorden" under Varangian istiden. ^{p320; 325}

Uppbyggnad av syre

Den stora syretillförseln var en av de viktigaste händelserna under proterozoikum. Även om syre otvivelaktigt frigjordes genom fotosyntesen långt tillbaka i arkeisk tid kunde det inte byggas upp i någon större utsträckning förrän kemiska sänkor - ooxiderat svavel och järn - hade fyllts. Fram till för ungefär 2,3 miljarder år sedan fanns syre troligen bara i 1 till 2 % av dess nuvarande nivå.(Stanley, 323) Järnbandsformationer, som står för det mesta av världens järnmalm, var också en framträdande kemisk sänka; den mesta ackumulationen upphörde efter 1,9 miljarder år sedan, antingen på grund av en ökning av syre eller en grundligare blandning av havets vattenpelare. ^p324

Röda lager, som är färgade av hematit, tyder på en ökning av atmosfäriskt syre efter 2 miljarder år sedan; de finns inte i äldre bergarter (Stanley, 324). (Stanley, 324) Syreuppbyggnaden berodde troligen på två faktorer: en fyllning av de kemiska sänkorna och en ökning av kolnedgrävningen, som lagrade organiska föreningar som annars skulle ha oxiderats av atmosfären. ^p325

Proterozoiskt liv

Det första avancerade encelliga och flercelliga livet sammanfaller ungefär med syreackumulationen, vilket kan ha berott på en ökning av de oxiderade nitrater som eukaryoter använder, till skillnad från cyanobakterier (Stanley, 325).(Stanley, 325) Det var också under proterozoikum som det första symbiotiska förhållandet mellan mitokondrier (för djur och protister) och kloroplaster (för växter) och deras värdar utvecklades. ^p321-2

Eukaryoter som akritarker blommade upp, liksom cyanobakterier; stromatoliterna nådde faktiskt sin största mängd och mångfald under proterozoikum, med en topp för ungefär 1,2 miljarder år sedan. ^321-3

Enligt klassisk uppfattning fastställdes gränsen mellan proterozoiskan och paleozoiskan i början av kambriskan, då de första fossilerna av djur som kallas trilobiter dök upp. Under andra hälften av 1900-talet har ett antal fossila former hittats i proterozoiska bergarter, men gränsen för proterozoiskan har förblivit fast vid basen av kambriskan, som för närvarande är placerad vid 542 Ma.

Paleozoiska

Paleozoikum omfattar tiden från det att rikligt förekommande fossil med hårda skal för första gången uppträdde till den tid då kontinenterna började domineras av stora, relativt sofistikerade reptiler och relativt moderna växter.

Den övre (yngsta) gränsen är satt vid en stor utdöende händelse 250 miljoner år senare, känd som permisk-triasiska utdöendet. Enligt modern praxis fastställs den äldre gränsen vid det första uppträdandet av ett distinkt spårfossil som kallas Phycodes pedum.

Geologiskt sett börjar paleozoikum strax efter att en superkontinent som kallas Rodinia har brutits sönder och i slutet av en global istid (snöbollsjorden). Under hela det tidiga paleozoikum bröts jordens landmassa upp i ett stort antal relativt små kontinenter. Mot slutet av epoken samlades kontinenterna till en superkontinent kallad Pangaea, som omfattade större delen av jordens landyta.

I början av eran var livet begränsat till bakterier, alger, svampar och en rad olika, något gåtfulla former som tillsammans kallas den ediakariska faunan. Ett stort antal kroppsplaneringar dök upp nästan samtidigt i början av eran - ett fenomen som kallas den kambriska explosionen.

Det finns vissa bevis för att enkelt liv kan ha invaderat landet redan i början av paleozoikum, men betydande växter och djur tog sig inte till landet förrän under silur och frodades inte förrän under devon. Även om primitiva ryggradsdjur är kända nära början av paleozoikum dominerades djurformerna av ryggradslösa djur fram till mitten av paleozoikum. Fiskpopulationerna exploderade i devon. Under slutet av paleozoikum frodades stora skogar av primitiva växter på land och bildade de stora kolbottnarna i Europa och östra Nordamerika. I slutet av epoken hade de första stora, sofistikerade reptilerna och de första moderna växterna (barrträd) utvecklats.

Mesozoisk

Mesozoikum omfattar den tid då livet dominerades av stora sofistikerade reptiler. Den nedre (äldsta) gränsen sätts av P/Tr-utdöendet. Den övre (yngsta) gränsen sätts vid K/T-utdöendet.

Geologiskt sett börjar Mesozoikum med att nästan hela jordens landområden samlas i en superkontinent som kallas Pangaea. Under epoken delades Pangaea i den norra kontinenten Laurasia och den södra kontinenten Gondwana. Laurasia delade sig sedan i Nordamerika och Eurasien. Gondwana bröts successivt upp i kontinenter: Sydamerika, Afrika, Madagaskar, Indien, Australien och Antarktis.

Mesozoikum är känt som dinosauriernas tidsålder. Under denna tid utvecklades också de första fåglarna och däggdjuren och senare blommande växter (angiospermer). I slutet av mesozoikum fanns alla de viktigaste kroppsplanerna för det moderna livet på plats, även om de former som fanns i slutet av kritaperioden i vissa fall - särskilt däggdjuren - var relativt primitiva.

Cenozoisk

Cenozoikum är däggdjurens tidsålder. Under kenozoikum har däggdjuren utvecklats från några få små, enkla, generaliserade former till en mångfald av land-, havs- och flygdjur. Blommande växter och fåglar utvecklades också avsevärt under kensozoikum .

Geologiskt sett är det cenozoiska området den tid då kontinenterna flyttade sig till sina nuvarande positioner. Afrika och Australasien delade sig från Gondwana i norr och Indien kolliderade med Sydostasien. Antarktis flyttade till sin nuvarande position över sydpolen, Atlanten vidgades och, sent under epoken, Sydamerika anslöt sig till Nordamerika.