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Arcaico

El Eón Arcaico ( IPA : / ɑːrˈk iːən / ar- KEE - ən , también escrito Archaean o Archæan ), en fuentes más antiguas a veces llamado Arqueozoico , es el segundo de los cuatro eones geológicos de la historia de la Tierra , precedido por por el Eón Hadeano y seguido por el Proterozoico . El Arcaico representa el período de tiempo comprendido entre 4.031 y 2.500 Ma (hace millones de años). Se supone que el Bombardeo Intenso Tardío se superpondrá con el comienzo del Arcaico. La glaciación huroniana se produjo al final del eón.

La Tierra durante el Arcaico era principalmente un mundo acuático : había corteza continental , pero gran parte de ella estaba bajo un océano más profundo que los océanos actuales. A excepción de algunos raros cristales relictos , la corteza continental más antigua de la actualidad se remonta al Arcaico. Gran parte de los detalles geológicos del Arcaico han sido destruidos por la actividad posterior. La atmósfera de la Tierra también era muy diferente en composición a la actual: la atmósfera prebiótica era una atmósfera reductora rica en metano y carente de oxígeno libre .

La vida más antigua conocida , representada principalmente por tapetes microbianos de aguas poco profundas llamados estromatolitos , comenzó en el Arcaico y siguió siendo procariotas simples ( arqueas y bacterias ) durante todo el eón. Los primeros procesos fotosintéticos , especialmente los de las primeras cianobacterias , aparecieron a mediados o finales del Arcaico y condujeron a un cambio químico permanente en el océano y la atmósfera después del Arcaico.

Etimología y cambios en la clasificación.

La palabra arcaico se deriva de la palabra griega arkhē ( αρχή ), que significa "principio, origen". [3] Se creía que el eón Precámbrico no tenía vida (azoico); sin embargo, se encontraron fósiles en depósitos que se consideró que pertenecían a la era Azoica. Antes de que se reconociera el Eón Hadeano, el Arcaico abarcó la historia temprana de la Tierra desde su formación hace unos 4.540 millones de años hasta hace 2.500 millones de años.

En lugar de basarse en la estratigrafía , el comienzo y el final del Eón Arcaico se definen cronométricamente . El límite inferior del eón o punto de partida de hace 4.031 ± 3 millones de años está reconocido oficialmente por la Comisión Internacional de Estratigrafía . [1]

Geología

Cuando comenzó el Arcaico, el flujo de calor de la Tierra era casi tres veces mayor que el actual, y todavía era el doble del nivel actual en la transición del Arcaico al Proterozoico (2.500  Ma ). El calor adicional era en parte calor remanente de la acreción planetaria , de la formación del núcleo metálico , y en parte surgió de la desintegración de elementos radiactivos . Como resultado, el manto de la Tierra estaba significativamente más caliente que hoy. [4]

La evolución del flujo de calor radiogénico de la Tierra a lo largo del tiempo

Aunque se sabe que algunos granos minerales son Hadeanos, las formaciones rocosas más antiguas expuestas en la superficie de la Tierra son Arcaicas. Las rocas arcaicas se encuentran en Groenlandia , Siberia , el Escudo Canadiense , Montana , Wyoming (partes expuestas del Cratón de Wyoming ), Minnesota (Valle del Río Minnesota), el Escudo Báltico , el Macizo Ródope , Escocia , India , Brasil , Australia occidental y Africa del Sur . [ cita necesaria ] Las rocas graníticas predominan en los restos cristalinos de la corteza Arcaica superviviente. Estos incluyen grandes láminas fundidas y voluminosas masas plutónicas de granito , diorita , intrusiones estratificadas , anortositas y monzonitas conocidas como sanukitoides . Las rocas arcaicas son a menudo sedimentos de aguas profundas fuertemente metamorfizados, como grauvacas , lutitas , sedimentos volcánicos y formaciones de hierro con bandas . La actividad volcánica era considerablemente mayor que la actual, con numerosas erupciones de lava, incluidos tipos inusuales como la komatiita . [5] Las rocas carbonatadas son raras, lo que indica que los océanos eran más ácidos, debido al dióxido de carbono disuelto , que durante el Proterozoico. [6] Los cinturones de piedras verdes son formaciones arcaicas típicas, que consisten en unidades alternas de rocas ígneas y sedimentarias máficas metamorfoseadas , incluidas rocas volcánicas félsicas arcaicas . Las rocas ígneas metamorfoseadas se derivaron de arcos de islas volcánicas , mientras que los sedimentos metamorfoseados representan sedimentos de aguas profundas erosionados de los arcos de islas vecinas y depositados en una cuenca del antearco . Los cinturones de piedra verde, que incluyen ambos tipos de roca metamorfoseada, representan suturas entre los protocontinentes. [7] : 302–303 

La tectónica de placas probablemente comenzó vigorosamente en el Hadeano , pero se desaceleró en el Arcaico. [8] [9] La desaceleración de la tectónica de placas probablemente se debió a un aumento en la viscosidad del manto debido a la desgasificación de su agua. [8] La tectónica de placas probablemente produjo grandes cantidades de corteza continental, pero los océanos profundos del Arcaico probablemente cubrieron los continentes por completo. [10] Sólo al final del Arcaico probablemente los continentes emergieron del océano. [11] La aparición de continentes hacia el final del Arcaico inició la erosión continental que dejó su huella en el registro de isótopos de oxígeno al enriquecer el agua de mar con oxígeno isotópicamente ligero. [12]

Debido al reciclaje y la metamorfosis de la corteza Arcaica, falta evidencia geológica extensa para continentes específicos. Una hipótesis es que las rocas que ahora se encuentran en la India, Australia occidental y el sur de África formaron un continente llamado Ur hace 3.100 millones de años. [13] Otra hipótesis, que entra en conflicto con la primera, es que las rocas del oeste de Australia y el sur de África se reunieron en un continente llamado Vaalbara hace 3.600 millones de años. [14] La roca arcaica constituye sólo alrededor del 8% de la corteza continental actual de la Tierra; el resto de los continentes Arcaicos han sido reciclados. [8]

En el Neoarqueano , la actividad tectónica de placas puede haber sido similar a la de la Tierra moderna, aunque hubo una ocurrencia significativamente mayor de desprendimiento de losas como resultado de un manto más caliente, placas reológicamente más débiles y mayores tensiones de tracción en las placas en subducción debido a su material de la corteza. metamorfoseándose de basalto a eclogita a medida que se hundían. [15] [16] Hay cuencas sedimentarias bien conservadas y evidencia de arcos volcánicos , fisuras intracontinentales, colisiones continente-continente y eventos orogénicos generalizados en todo el mundo que sugieren el ensamblaje y destrucción de uno y quizás varios supercontinentes . La evidencia de formaciones de bandas de hierro, lechos de pedernal , sedimentos químicos y basaltos en forma de almohada demuestra que prevalecía el agua líquida y que ya existían cuencas oceánicas profundas.

Los impactos de asteroides fueron frecuentes a principios del Arcaico. [17] La ​​evidencia de las capas de esférulas sugiere que los impactos continuaron hasta el Arcaico posterior, a una tasa promedio de aproximadamente un impactador con un diámetro superior a 10 kilómetros (6 millas) cada 15 millones de años. Esto es aproximadamente del tamaño del impactador Chicxulub . Estos impactos habrían sido un importante sumidero de oxígeno y habrían provocado fluctuaciones drásticas en los niveles de oxígeno atmosférico. [18]


Ambiente

El punto naranja pálido , una impresión artística de la Tierra primitiva que se cree que apareció de color naranja a través de su segunda atmósfera prebiótica , brumosa y rica en metano . La atmósfera de la Tierra en esta etapa era algo comparable a la atmósfera actual de Titán . [19]

Se cree que la atmósfera arcaica carecía casi por completo de oxígeno libre ; Los niveles de oxígeno eran menos del 0,001% de su nivel atmosférico actual, [20] [21] y algunos análisis sugieren que eran tan bajos como el 0,00001% de los niveles modernos. [22] Sin embargo, se conocen episodios transitorios de concentraciones elevadas de oxígeno a partir de este eón alrededor de 2.980–2.960 Ma, [23] 2.700 Ma, [24] y 2.501 Ma. [25] [26] Algunos han considerado los pulsos de aumento de oxigenación en 2700 y 2501 Ma como posibles puntos de inicio del Gran Evento de Oxigenación , [24] [27] que la mayoría de los estudiosos consideran que comenzó en el Paleoproterozoico . [28] [29] [30] Además, existían oasis de niveles relativamente altos de oxígeno en algunos entornos marinos poco profundos cercanos a la costa durante el Mesoarqueo. [31] El océano se estaba reduciendo ampliamente y carecía de una redoxclina persistente, una capa de agua entre las capas oxigenada y anóxica con un fuerte gradiente redox , que se convertiría en una característica en océanos posteriores, más óxicos. [32] A pesar de la falta de oxígeno libre, la tasa de entierro de carbono orgánico parece haber sido aproximadamente la misma que en la actualidad. [33] Debido a los niveles extremadamente bajos de oxígeno, el sulfato era raro en el océano Arcaico y los sulfuros se producían principalmente mediante la reducción de sulfito de origen orgánico o mediante la mineralización de compuestos que contenían azufre reducido. [34] El océano Arcaico se enriqueció en isótopos de oxígeno más pesados ​​en relación con el océano moderno, aunque los valores de δ18O disminuyeron a niveles comparables a los de los océanos modernos en el transcurso de la última parte del eón como resultado de una mayor erosión continental. [35]

Los astrónomos piensan que el Sol tenía entre el 75 y el 80 por ciento de su luminosidad actual, [36] sin embargo, las temperaturas en la Tierra parecen haber estado cerca de los niveles modernos sólo 500 millones de años después de la formación de la Tierra (la paradoja del débil Sol joven ). La presencia de agua líquida se evidencia en ciertos gneises muy deformados producidos por metamorfismo de protolitos sedimentarios . Las temperaturas moderadas pueden reflejar la presencia de mayores cantidades de gases de efecto invernadero que en etapas posteriores de la historia de la Tierra. [37] [38] [39] En la Tierra Arcaica se llevó a cabo una desnitrificación abiótica extensa, bombeando óxido nitroso, un gas de efecto invernadero, a la atmósfera. [40] Alternativamente, el albedo de la Tierra puede haber sido menor en ese momento, debido a la menor superficie terrestre y la cobertura de nubes. [41]

Primeros años de vida

Los procesos que dieron origen a la vida en la Tierra no se comprenden completamente, pero hay evidencia sustancial de que la vida surgió cerca del final del Eón Hadeano o temprano en el Eón Arcaico.

La evidencia más antigua de vida en la Tierra es el grafito de origen biogénico encontrado en rocas metasedimentarias de 3.700 millones de años descubiertas en el oeste de Groenlandia . [42]

Estromatolitos litificados a orillas del lago Thetis , Australia Occidental . Los estromatolitos arcaicos son los primeros rastros fósiles directos de vida en la Tierra.

Los primeros fósiles identificables consisten en estromatolitos , que son capas microbianas formadas en aguas poco profundas por cianobacterias . Los estromatolitos más antiguos se encuentran en arenisca de 3.480 millones de años descubierta en Australia Occidental . [43] [44] Los estromatolitos se encuentran en todo el Arcaico [45] y se vuelven comunes a finales del Arcaico. [7] : 307  Las cianobacterias desempeñaron un papel decisivo en la creación de oxígeno libre en la atmósfera. [ cita necesaria ]

Se encuentran más pruebas de la vida temprana en una barita de 3.470 millones de años de antigüedad , en el Grupo Warrawoona de Australia Occidental. Este mineral muestra un fraccionamiento de azufre de hasta 21,1%, [46] lo que es evidencia de bacterias reductoras de sulfato que metabolizan el azufre-32 más fácilmente que el azufre-34. [47]

La evidencia de vida en el Hadeano tardío es más controvertida. En 2015, se detectó carbono biogénico en circones que datan de hace 4.100 millones de años, pero esta evidencia es preliminar y necesita validación. [48] ​​[49]

La Tierra era muy hostil a la vida antes de 4.300 a 4.200 Ma, y la conclusión es que antes del Eón Arcaico, la vida tal como la conocemos habría sido desafiada por estas condiciones ambientales. Si bien la vida pudo haber surgido antes del Eón Arcaico, las condiciones necesarias para sostenerla no pudieron haber ocurrido hasta el Eón Arcaico. [50]

La vida en el Arcaico se limitaba a organismos unicelulares simples (carecientes de núcleo), llamados procariotas . Además del dominio Bacteria , también se han identificado microfósiles del dominio Archaea . No se conocen fósiles eucariotas del Arcaico más antiguo, aunque es posible que hayan evolucionado durante el Arcaico sin dejar ninguno. [7] : 306, 323  Se han informado esteranos fósiles , indicativos de eucariotas, en estratos arcaicos, pero se demostró que derivan de la contaminación con materia orgánica más joven. [51] No se ha descubierto evidencia fósil de replicadores intracelulares ultramicroscópicos como los virus .

Los microbios fosilizados de las capas microbianas terrestres muestran que la vida ya estaba establecida en la tierra hace 3.220 millones de años. [52] [53]

Ver también

Referencias

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