Paleoklima
Vývoj atmosféry a oceánu
Během dlouhého běhu prekkambrického času se klimatické podmínky Země výrazně změnily. Důkazem toho je sedimentární záznam, který dokumentuje značné změny ve složení atmosféry a oceánů v průběhu času.
Oxygenace atmosféry
Země téměř jistě měla před 2,5 miliardami let redukční atmosféru. Sluneční záření vzniklé organické sloučeniny s redukčními plyny-methanu (CH 4) a amoniak (NH 3). Minerály uraninit (UO 2) a pyrit (FeS 2)) jsou snadno zničitelné v oxidační atmosféře; Potvrzení redukující atmosféry je zajištěno neoxidovanými zrny těchto minerálů v sedmi miliardách let starých. Přítomnost mnoha typů vláknitých mikrofosilů datovaných před 3,45 miliardami let v chradách oblasti Pilbara však naznačuje, že fotosyntéza začala do té doby uvolňovat kyslík do atmosféry. Přítomnost fosilních molekul v buněčných stěnách 2,5 miliard let starých modrozelených řas (cyanobacteria) prokazuje existenci vzácných organismů produkujících kyslík do tohoto období.
Oceány Archean Eon (před 4,0 až 2,5 miliardami let) obsahovaly hodně sopečného železa (Fe 2+), které bylo uloženo jako hematit (Fe 2 O 3) v BIF. Kyslík, který kombinoval železné železo, byl poskytován jako odpadní produkt metabolismu cyanobakterií. Hlavní výbuch depozice BIF z 3,1 na 2,5 miliardy let - vrcholící asi před 2,7 miliardami let - vyčistil oceány ze železného železa. To umožnilo výrazně zvýšit hladinu atmosférického kyslíku. V době rozšířeného výskytu eukaryot před 1,8 miliardami let vzrostla koncentrace kyslíku na 10 procent současné atmosférické hladiny (PAL). Tyto relativně vysoké koncentrace byly dostatečné pro oxidační zvětrávání, jak dokládají fosilní půdy bohaté na hematit (paleosoly) a červené lože (pískovce s křemennými zrny pokrytými hematitem). Druhý hlavní vrchol, který zvýšil hladiny atmosférického kyslíku na 50 procent PAL, byl dosažen před 600 miliony let. Znamenalo to první výskyt živočišného života (metazoany) vyžadující dostatečný kyslík pro produkci kolagenu a následnou tvorbu koster. Kromě toho ve stratosféře během prekambria začal volný kyslík tvořit vrstvu ozonu (O 3), která v současné době působí jako ochranný štít před ultrafialovými paprsky Slunce.
Vývoj oceánu
Původ pozemských oceánů nastal dříve než u nejstarších sedimentárních hornin. Sedimenty 3,85 miliardy let staré v Isua v západním Grónsku obsahují BIF, které byly uloženy ve vodě. Tyto sedimenty, které zahrnují odřené detritové zirkonové zrna, které indikují vodní transport, jsou propleteny čedičovým lávem s polštářovými strukturami, které se tvoří, když jsou lávy vytlačovány pod vodou. Stabilita kapalné vody (tj. Její nepřetržitá přítomnost na Zemi) znamená, že teploty povrchové mořské vody byly podobné těm současným.
Rozdíly v chemickém složení sedimentárních hornin Archean a Proterozoic ukazují na dva různé mechanismy pro řízení složení mořské vody mezi dvěma prekambrickými eony. Během Archean, složení mořské vody bylo primárně ovlivněno čerpáním vody přes čedičovou oceánskou kůru, takový jak se vyskytuje dnes v oceánských rozšiřovacích centrech. Naproti tomu během proterozoika bylo rozhodujícím faktorem vypouštění řeky ze stabilních kontinentálních okrajů, které se poprvé vyvinuly po 2,5 miliardách let. Dnešní oceány si udržují úroveň slanosti rovnováhou mezi solemi dodávanými sladkovodními odtoky z kontinentů a ukládáním minerálů z mořské vody.
Klimatické podmínky
Hlavním faktorem ovládajícím klima během Precambrianu bylo tektonické uspořádání kontinentů. V dobách superkontinentální formace (před 2,5 miliardami, 2,1 až 1,8 miliardami a 1,0 miliardami až 900 miliony let) byl celkový počet sopek omezený; tam bylo nemnoho ostrovních oblouků (dlouhé, zakřivené ostrovní řetězce spojené s intenzivní sopečnou a seismickou aktivitou) a celková délka oceánských hřebenů byla relativně krátká. Tento relativní nedostatek sopek vedl k nízkým emisím oxidu uhličitého skleníkových plynů (CO 2). To přispělo k nízkým povrchovým teplotám a rozsáhlému zaľadnění. Naproti tomu v dobách kontinentálního rozpadu, což vedlo k maximální míry mořském dně šíření a subduction (na 2,3 až 1,8 miliardy, 1,7 až 1,2 miliardy, a před 800 až 500.000.000 rok), tam byly vysoké emise CO 2 z mnoha sopek v oceánských hřebenech a ostrovních obloukech. Atmosférický skleníkový efekt byl posílen, oteplení zemského povrchu a nepřítomnost zaľadnění. Tyto poslední podmínky se vztahovaly také na Archean Eon před vytvořením kontinentů.
Teplota a srážky
Objev 3,85 miliard let starých mořských sedimentů a polštářových láv v Grónsku naznačuje existenci kapalné vody a naznačuje povrchovou teplotu nad 0 ° C (32 ° F) během rané části prekkambrického času. Přítomnost stromatolitů starých 3,5 miliardy let v Austrálii naznačuje povrchovou teplotu asi 7 ° C (45 ° F). Extrémní skleníkové podmínky v Archeanu způsobené zvýšenými atmosférickými hladinami oxidu uhličitého z intenzivního vulkanismu (výtok lávy z podmořských trhlin) udržovaly povrchové teploty dostatečně vysoké pro vývoj života. Proti snížené sluneční svítivosti (míra celkového výkonu energie ze Slunce), která se pohybovala od 70 do 80 procent současné hodnoty. Bez těchto extrémních skleníkových podmínek by tekutá voda nenastala na zemském povrchu.
Naproti tomu je obtížné najít přímé důkazy dešťových srážek v geologickém záznamu. Některé omezené důkazy poskytly dobře zachované dešťové jámy v 1,8 miliard let starých skalách v jihozápadním Grónsku.
