Document
advertisement
HET PRECAMBRIUM Hadeïcum Artistieke impressie van het Hadeicum Met Hadeïcum wordt een geologisch tijdvak bedoeld, dat niet gedefinieerd is op Aarde. Het is de oudste periode in de geologische geschiedenis, vanaf het ontstaan van de Aarde (4560 miljoen jaar (Ma) geleden) tot de oudst gedateerde sedimentaire gesteenten (3800 Ma of 3,8 Ga geleden). Hadeïcum Periode Tijd geleden (Ma) Vroeg Imbrien 3800 3850 Nectarien 3850 3950 Bekken Groepen 3950 4150 Crypticum 4150 ~ 4560 Inhoud 1 Naamgeving en onderverdeling 2 Aardoppervlak 3 Atmosfeer 4 Leven 5 Externe link Naamgeving en onderverdeling De geoloog Preston Cloud bedacht de naam Hadeïcum, afgeleid van de Griekse god Hades in 1972 voor de periode waarin toentertijd de oudste bekende gesteenten (uit het Archeïcum, 3800 Ma) gevormd zijn te benoemen. Nadien heeft men de Acasta-gneis gedateerd op 4,03 Ga. Deze gneis heeft zodoende een Hadeïcum-ouderdom, maar officieel heet deze periode Eoarchaïcum. Acasta-Gneiss Acasta River, Canada De onderverdeling van het Hadeïcum is opgesteld aan de hand van de geologie van de Maan. Deze onderverdeling in Vroeg Imbrien, Nectarien, Bekken Groepen en Crypticum wordt dan ook alleen gebruikt als men het over de Maan heeft, ze vormen geen onderdeel van de officiële geologische tijdschaal. Aardoppervlak Ten tijde van het Hadeïcum was de aardkorst vloeibaar en zeer heet. Vanuit de hete kern van de aarde ontstond er stroming van gesmolten gesteente naar de buitenste delen van de aarde. De aan het aardoppervlak afgekoelde gesteenten zakten naar beneden. Dit proces wordt convectie genoemd. Ook meteorietinslagen veranderden zowel oppervlak als temperatuur van de oeraarde. Uit deze periode dateren de oudst gedateerde zirkonen, die een ouderdom van 4,4 Ga hebben. Deze zirkonen zijn mogelijk van vulkanische oorsprong, wat zou betekenen dat er zo'n 150 Ma na vorming van de Aarde al continenten zouden zijn. Zirkonen De oudste mineralen die tot nog toe op aarde gevonden zijn, zijn zirkonen uit de Narryer Gneiss Terrane, Yilgarn Kraton van West-Australië met een ouderdom (kristallisatietijd) van 4,404 Ga. Er zijn afzettingen van zware mineralen waarin zirkoon soms in lagen als voornaamste gesteente voorkomt. Dit soort afzettingen worden aangetroffen in India, de VS, Australië, Sri Lanka en Zuid-Afrika. Atmosfeer Uit de kern van de aarde kwamen gassen die zorgden voor de vorming van een oeratmosfeer. Deze oeratmosfeer bestond waarschijnlijk uit waterdamp, stikstof, waterstof, methaan, zwavelwaterstof en koolmonoxide. Leven Door de hoge temperatuur, het gebrek aan een beschermende ozonlaag en door de vele giftige stoffen in de atmosfeer was leven vermoedelijk niet mogelijk. 5 Hadeïcum (4.560 - 3.800 miljoen jaar geleden) Het eerste tijdvak (eon) wordt Priscoïcum (Eng. Priscoan) of Hadean genoemd en duurde 760 miljoen jaar (4.600 - 3.800 miljoen jaar geleden) omvat het begin van de aarde. Er waren grote meteorietenregens en de eerste aardkorst werd gevormd. Ten tijde van het Hadeïcum was de aardkorst vloeibaar en zeer heet. Vanuit de hete kern van de aarde ontstond er stroming van gesmolten gesteente naar de buitenste delen van de aarde. De aan het aardoppervlak afgekoelde gesteenten zakten naar beneden. Ook meteorietinslagen veranderden zowel oppervlak als temperatuur van de oeraarde. Uit deze periode dateren de oudst gedateerde zirkonen (mineralen), die een ouderdom van 4,4 miljard jaar hebben. Deze zirkonen zijn mogelijk van vulkanische oorsprong, wat zou betekenen dat er zo'n 150 miljoen jaar na vorming van de Aarde al continenten zouden zijn. Uit de kern van de aarde kwamen gassen die zorgden voor de vorming van een oeratmosfeer. Deze oeratmosfeer bestond waarschijnlijk uit waterdamp, stikstof, waterstof, methaan, zwavelwaterstof en koolmonoxide. Door de hoge temperatuur, het gebrek aan een beschermende ozonlaag en door de vele giftige stoffen in de atmosfeer was leven vermoedelijk niet mogelijk. Hadeïcum De onderverdeling van het Hadeïcum is opgesteld aan de hand van de geologie van de Maan. Deze onderverdeling in Vroeg Imbriën, Nectariën, Bekken Groepen en Crypticum wordt dan ook alleen gebruikt als men het over de Maan heeft, ze vormen geen onderdeel van de officiële geologische tijdschaal. 4560 - 4150 miljoen jaar geleden Crypticum (Eng. Cryptic) De buitenste schil van de Aarde koelt af en wordt getroffen door een kosmisch bombardement van kometen en planetoïden. Door een botsing met een planeet in wording maakt de maan zich los van de Aarde. Door ontgassing ontstaat de atmosfeer. Door condensatie begint het langdurig te regenen en wordt de Aarde bedekt met oceanen. Het Cryptic duurde 410 miljoen jaar. 4150 - 3950 miljoen jaar geleden Bekken Groepen (Eng. Basin Groups) Door gigantische vulkaanuitbarstingen vormen zich eilanden, waaruit kleine continenten ontstaan. De hoeveelheid koolstofdioxide neemt af en de hoeveelheid stikstof neemt toe. De Basin-Groups duurde 200 miljoen jaar 3950 - 3850 miljoen jaar geleden Nectariën (Eng Nectarian) De continenten zijn onstabiel en sommige verdwijnen onder de zeespiegel. De aardmantel koelt verder af en de continenten drijven minder snel. Tegen het einde van het Nectarian vormen zich de eerste definitieve en blijvende rotslagen. Het Nectarian duurde 100 miljoen jaar. 3850 - 3800 miljoen jaar geleden Vroeg-Imbriën (Eng In de hete broedkamers bij de onderzeese vulkanen ontstaan vreemde Imbrian) chemische verbindingen. Enkele daarvan "groeiden" verder en 'ontwikkelden" zich in de bouwstenen voor de aminozuren. Het Vroeg-Imbrian duurde 50 miljoen jaar. Basalt uit de Isua Greenstone Belt van bijna 3,8 miljart jaar oud . Stromatoliet uit de Gunflint vuursten: het oudste onomstreden leven Levensvormen van (meer dan) 3,85 miljard jaar oud zouden ook wel heel bijzonder zijn, want dat tijdstip karakteriseert het einde van een fase waarin de aarde, naar nu lijkt, de ergste catastrofe uit haar hele geschiedenis onderging: het zogeheten Late Zware Bombardement, dat omstreeks 4 miljard jaar geleden begon. Gedurende dat bombardement werd de aarde getroffen door enorme hoeveelheden ruimtemateriaal, waarschijnlijk de resten van een planeet (Vesta) die tussen Mars en Jupiter moet hebben rondgedraaid. De aarde (met een veel grotere zwaartekracht dan de maan, die toen al bestond) moet veel meer inslagen te verwerken hebben gekregen dan de maan. Toch vertoont de maan nog talrijke littekens van dat bombardement, onder meer in de vorm van de Mare Imbrium. Het geweld van de inslagen op aarde moet destijds zo groot zijn geweest dat de korst bijna geheel weer moet zijn opgesmolten. De Mare Imbrium, een grote inslagkrater op de maan, dateert uit de periode ongeveer 4-3,85 miljart jaar geleden, waarin ook de aarde door een zwaar bombardement vanuit de ruimte werd getroffen Archeïcum Eon Era Tijd geleden (Ma) Proterozoïcum 542 2500 Archeïcum Neoarcheïcum 2500 2800 Precambrium Het geologisch tijdvak Archeïcum (ook Archaïcum of Archeozoïcum (Engels: Archean of Archaean)) is na het Hadeïcum het tweede eon in de geschiedenis van de Aarde, en duurde van het ontstaan van de Aarde (4560 miljoen jaar (Ma) tot 2500 miljoen jaar (2,5 Ga) geleden. Samen met het Proterozoïcum en het Hadeïcum wordt het Archeïcum ook als Precambrium aangeduid. Mesoarcheïcum 2800 3200 Paleoarcheïcum 3200 3600 Eoarcheïcum 3600 ~ 4560 Deze periode is verder onderverdeeld in de vier era's, de basis van het Eoarcheïcum is niet nader gedefinieerd: Neoarcheïcum (2800 - 2500 Ma) Mesoarcheïcum (3200 - 2800 Ma) Paleoarcheïcum (3600 - 3200 Ma) Eoarcheïcum (4560 - 3600 Ma) Leven In het Archeïcum ontstonden de eerste cellen en er wordt aangenomen dat zo'n 70% van de landmassa op aarde in dit tijdvak is ontstaan. Ook vormden zich eenvoudige bacteriën en planten zoals algen, die door middel van fotosynthese glucose konden maken uit zonlicht en water. Al deze vroege levensvormen stonden aan de basis van de ontwikkeling van het latere meercellige leven. Uit het Archeïcum vindt men vooral sterk gemetamorfoseerde gesteenten. Bekend zijn onder andere de komatiieten van West-Groenland, met 3,8 Komatiiet is een ultramafisch stollingsgesteente met tenminste 18% MgO (magnesiumoxide). Veel komatiieten hebben tot 33% MgO. Typisch voor komatiiet is ook de spinifex structuur van olivijnkristallen. Die structuur is genoemd naar de Australische grassoort met die naam, Spinifex. De olivijnkristallen zijn gevormd in radiale patronen tijdens het stollingsproces. In sommige komatiieten worden NiS (nikkel-sulfide) ertsen gemijnd. Naamgeving Komatiieten zijn genoemd naar de plaats waar ze voor het eerst in detail beschreven werden, de Komati rivier in Zuid-Afrika. Voorkomen Komatiieten zijn specifieke gesteenten van greenstone belts uit het Archaïcum. Ze zijn nu nog ontsloten in de oude schilden van Canada, West-Australië en Finland. Ook in gesteentevoorkomens van jongere ouderdom dan het Archaïcum worden komatiieten gevonden, maar die hebben doorgaans lagere MgO gehaltes. Vermoed wordt dat de geotherm tijdens het Phanerozoïcum veranderd is t.o.v. die tijdens het Archaïcum. Het Phanerozoïcum is de eon waarin wij leven. Deze eon begon 542 miljoen jaar geleden en duurt dus voort tot op de dag van heden. Het is het tijdperk van de ontwikkeling van de dierenwereld en de plantenwereld zoals we die tegenwoordig kennen. Omdat tijdens het Phanerozoïcum dierlijke organismen voor het eerst een harde schaal of een skelet ontwikkelden, zijn er veel meer fossiele overblijfselen gevonden dan uit het veel langer durende Pré Cambrium. Hoewel het Precambrium ongeveer 4 miljard jaar duurde en daarmee verreweg de langste tijdsaanduiding is uit de geschiedenis van de Aarde, is er weinig bekend over het Precambrium. Van wat wel bekend is, is een groot deel pas de laatste 50 jaar ontdekt. Wanneer er voor het eerst leven was in het Precambrium is niet zeker. Waarschijnlijk ontstond de eerste levensvorm in het begin van het Archeïcum. Er zijn in het westen van Australië bacteriën gevonden die ouder zijn dan 3450 miljoen jaar. De eerste meercellige levensvorm ontstond in het Proterozoïcum, ongeveer 600 miljoen jaar geleden. Rond 1 Ga, tijdens het Neoproterozoïcum, ontstond het supercontinent Rodinië dat ongeveer 750 miljoen jaar geleden uiteen viel in losse paleocontinenten. Archeïcum (3.800 - 1.650 miljoen jaar geleden) Hadeïcum (4.600 - 3.800 miljoen jaar geleden); Nectarian en Vroeg-Imbrian (3.950 3.800 miljoen jaar geleden) Archeïcum(3.800 - 2.500 miljoen jaar geleden) Het geologisch tijdvak Archeïcum (ook Archaïcum of Archeozoïcum (Engels: Archean of Archaean)) is na het Hadeïcum het tweede eon in de geschiedenis van de Aarde, en duurde van 3800 tot 2500 miljoen jaar geleden. Samen met het Proterozoïcum en het Hadeïcum wordt het Archeïcum ook als Precambrium aangeduid. In het Archeïcum ontstonden de eerste cellen en er wordt aangenomen dat zo'n 70% van de landmassa op aarde in dit tijdvak is ontstaan. Ook vormden zich eenvoudige bacteriën (Archaea of Oerbacteriën) en planten zoals Groenwieren, die door middel van fotosynthese glucose konden maken uit zonlicht en water. Al deze vroege levensvormen stonden aan de basis van de ontwikkeling van het latere meercellige leven. Uit het Archeïcum vindt men vooral sterk gekristalliseerde (gemetamorfoseerde) gesteenten. Bekend zijn onder andere de komatiieten (stollingsgesteenten met hoog percentage zware metalen, zoals magnesium en ijzer) van West-Groenland, met 3,8 Ga een van de oudst gedateerde ontsloten gesteenten op Aarde. Archeïcum Tijdens het Archaeïcum ontstonden de oudst bewaarde gesteenten, het oudste leven op aarde en de eerste continenten. De Aarde heeft haar definitieve plaats in het zonnestelsel gevonden. Ze is bedekt met uitgestrekte zeeën. De atmosfeer bestaat uit koolzuurgas, methaan-, ammoniak- en andere giftige gassen. In die omgeving gebeurt echter iets unieks. Door een combinatie van temperatuur, kosmische straling en de aanwezige gassen ontstaan de bouwstenen van het leven. Langzaam ontstaan er primitieve levensvormen die floreren in de oersoep. Door een explosieve groei van deze organismen wordt de atmosfeer zuurstofrijker. Gedurende het Archaïcum worden de continenten eindelijk stabiel en beginnen met hun drift over de hete aardmantel. Het Archeïcum (Archean), wordt onderverdeeld in het Vroeg Archeïcum (3800-3300), Midden Archeïcum (3.300-2.900) en Laat Archeïcum (2.900-2.500) (Schopf, 1983). Deze indeling is enigszins globaal. Een ondere onderverdeling is die in vier era's Eoarcheïcum (3800 - 3600 Ma) Paleoarcheïcum (3600 - 3200 Ma) Mesoarcheïcum (3200 - 2800 Ma) Neoarcheïcum (2800 - 2500 Ma) Archeïcum Een fijnere indeling is die in de onderstaande tijdvakken: 3.800-3.500 miljoen jaar geleden Het klimaat is warm. De atmosfeer is een brouwsel van stikstof, methaan, ammoniak, waterdamp en waterstof. Ook zijn er nog veel spore-elementen in terug te vinden die stammen uit de ontgassingsperiode in de Cryptic periode van de Hadean Era. Het aardoppervlak bestaat uit uitgestrekte zeeën,doorwerven met jonge continenten. In de zeeën vormen zich onder invloed van kosmische straling, zonnevlammen en elektrische ontladingen uit de aminozuren eiwitten. De eerste RNA structuren die "zichzelf kunnen vermenigvuldigen." ontstaan. Uit deze bouwstenen ontstaan eiwitten die de RNA / DNA strengen ommantelen. Tegen het einde van het Isuan vullen de oerzeeën zich met blauwgroene wieren (cyanobacteriën). Isuan Swazian Randian 3.500-2.800 miljoen jaar geleden Bijna alle waterstof verdwijnt uit de atmosfeer. De groei van de continenten gaat onverminderd door en het supercontinent Rodina wordt langzaam groter. Afzetting bacteriën in Stromatolieten 2.800-2.450 miljoen jaar geleden Uit de Prokaryotische levensvormen evolueren de eerste organismen die gebruik maken van fotosynthese. Ten tijde van het Archaïcum bestond het paleocontinent Siberisch Craton, ook Siberië genoemd. Het is een van de oudste paleocontinenten op Aarde. Tegenwoordig bevindt het craton zich midden in Azië, omgeven door andere paleocontinenten. Het Siberisch Craton behoorde ongeveer 2,5 miljard jaar geleden samen met het Canadese schild tot het paleocontinent Arctica. Huronian 2.450-2.200 miljoen jaar geleden Vorming van zuurstof. Aan het einde van het Huronian komt de Aarde in een koude periode. Vrijwel de gehele Aarde wordt bedekt met een ijslaag (tot aan de Evenaar). De eerste complexe vormen van cellen vormen zich door endosymbiose de eerste Eukaryotische levensvormen. Tot de eerste Eukaryoten (Protisten) behoren de Wieren. Animikean 2.200-1.650 miljoen jaar geleden De Aarde komt tot rust. De continentale platen nemen hun definitieve vorm aan en beginnen aan hun drift over de Aarde. Het supercontinent Rodina krijgt vorm. Het zuurstofgehalte in de atmosfeer neemt toe. In de zeeën wemelt het van leven, zowel Eukaryotisch en Prokaryotisch. Bacteriën (v. Gr. baktèrion = stok) behoren tot de oudste levensvormen op aarde. Ze zijn overal. Veruit de meeste bacteriën die overal om ons heen zijn niet schadelijk. Veel bacteriën doen bijzonder nuttig werk, bijvoorbeeld in onze darmen. Ook worden ze ingezet in de industrie om bijvoorbeeld bepaalde soorten afval af te breken of om medicijnen te maken. Archaea (spreek uit argea) of Oerbacteriën behoren tot de vroegste levensvormen op aarde. Ze bestaan al ongeveer 3,4 miljard jaar, en ontstonden in het Issuan (3.800 3.500 miljoen jaar geleden). Net als alle andere bacteriën, bestaan ze uit een eenvoudig gebouwde cel, zonder celkern. De cel is omgeven door een dun omhulsel, dat - evenals bij veel andere bacteriegroepen - uit twee lagen (membranen) bestaat: het plasmamembraan en het meer poreuze buitenste membraan. Archaea kunnen leven in extreme milieus leven zoals die al vroeg op aarde voorkwamen, bijv. bij hete diepzeebronnen (black smokers) en op plaatsen met een hoog zoutgehalte. Een Archaeais een relatief eenvoudig eencellig organisme zonder celkern (een Prakryoot). Het DNA bestaat uit een enkel ringvormig chromosoom. Archaea lijken het meest verwant met een groep binnen de Draadbacteriën (met name de orde Mycobacteriales). Van de Archaea zijn de oerArchaeabacteriën de oudste vertegenwoordigers. Ze behoren tot de vroegste levensvormen op aarde en bestaan al ongeveer 3,4 miljard jaar. Haeckel (1894) Drie rijken Protista Planten Dieren Whittaker (1959) Vijf rijken Prokaryoten Woese (1977) Zes rijken Woese (1990) Drie superrijken (domeinen) Eubacteriën Bacteria Archaeabacteriën Archaea Protista Protista Schimmels Schimmels Planten Planten Dieren Dieren Eukaryoten Whittaker (1959) deelde de Archaea samen met de Bacteria in bij de Prokaryoten (pro = voor; karyon = kern). Net als alle andere bacteriën, bestaan Oerbacteriën uit een eenvoudig gebouwde cel, zonder celkern. De cel is omgeven door een dun omhulsel, dat - evenals bij veel andere bacteriegroepen - uit twee lagen (membranen) bestaat: het plasmamembraan en het meer poreuze buitenste membraan. Kenmerkend voor de Oerbacteriën is, dat het buitenste membraan nog niet uit bepaalde suikerverbindingen (sacchariden) bestaat, zoals bij latere bacteriën wèl het geval is. In tegenstelling tot veel andere bacteriën bezitten Oerbacteriën nog géén zweepharen (flagellen) of gasblaasjes. Waarschijnlijk zijn de directe voorouders van de Oerbacteriën ontstaan door het samengaan van stoffen (eiwitten, nucleïnezuren) die voorkwamen in de oeroceaan. De cellen hebben evenmin een celwand; ze worden - evenals bij Draadbacteriën, Luchtsporenbacteriën en naakte bacteriën - slechts omhuld door een enkele dunne celmembraan. De celonderdelen die helpen bij het lezen van de DNA-codes (ribosomen) hebben een vorm die afwijkt van die bij Echte bacteriën. Omdat de ribosomen ook afwijken van die bij organismen mét celkern (Eukaryoten), worden de Archaebacteriën (inclusief Geiserbacteriën, Methaanbacteriën en Zoutbacteriën) tegenwoordig ook wel als apart rijk of zelfs als apart superrijk of domein beschouwd. Kenmerkend voor de oerbacteriën is, dat het buitenste membraan nog niet uit bepaalde suikerverbindingen (sacchariden) bestaat, zoals bij latere bacteriën wèl het geval is. In tegenstelling tot veel andere bacteriën bezitten Oerbacteriën nog géén zweepharen (flagellen) of gasblaasjes. Waarschijnlijk zijn de directe voorouders van de Oerbacteriën ontstaan door het samengaan van stoffen (eiwitten, nucleïnezuren) die voorkwamen in de oeroceaan. Planten, dieren en mensen lijken genetisch meer op elkaar dan bacteriën en oerbacteriën (Archaea). Alleen in uiterlijk hebben de Archaea veel weg van bacteriën. Ze werden dan ook pas eind jaren tachtig van de bacteriën onderscheiden, voornamelijk omdat hun bouw fundamenteel verschilt van die van bacteriën. Innerlijk hebben de Archaea meer weg van eukaryoten als gisten, muizen en mensen. Het zijn geen dieren of planten, schimmels, noch bacteriën, maar Archaea, 'oerbacteriën'. Onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) op Texel, hebben aangetoond dat de 'koude' tak van deze primitieve eencelligen zich 112 miljoen jaar geleden afsplitste van de bestaande 'warme' tak van de Archaea, die onder hete milieuomstandigheden voorkomen. Terwijl de bacteriën in gematigde milieus voorkomen, blijken de Archaea zich thuis te voelen onder extreme omstandigheden, zoals de hoge temperaturen van meer dan honderd graden, die bijvoorbeeld voorkomen nabij vulkanen. Dat kan alleen als de cellen van de Archaea daartegen bestand zijn. De celmembranen van deze warmteminnende oerbacteriën bevatten dan ook bijvoorbeeld vetmoleculen, zgn. tetra-etherlipiden, die zijn 'versterkt' met ringen van koolstof. Niettemin troffen NIOZ-onderzoekers eind 2000 de moleculaire resten aan van membranen in sedimenten van het oppervlak van de oceaanbodem. Ze vonden grote hoeveelheden van koolstofringen bevattende membranen op plaatsen waar de temperatuur helemaal niet extreem was geweest, zoals de Noordzee en de Indische Oceaan. Uit recente metingen van Amerikaanse biologen blijkt dat de Archaea wel zo'n twintig procent uitmaken van het zeeplankton dat kleiner is dan twee micrometer. Deze ontdekking betekent dat afstammelingen van de warmteminnende oerbacteriën zich tijdens de evolutie van het leven op aarde hebben aangepast aan een koelere omgeving. Proterozoïcum (2500 - 542 Ma) Eon Era Fanerozoïcum Paleozoïcum Neoproterozoïcum Tijd geleden (Ma) 251,0 542 542 1000 Proterozoïcum Mesoproterozoïcum 1000 1600 Paleoproterozoïcum 1600 2500 Het geologisch tijdvak Proterozoïcum is een Archaïcum eon uit de geologische geschiedenis van de aarde, en duurde van 2500 (2,5 Ga) tot 542 miljoen jaar (Ma) geleden. Het is onderdeel van het Precambrium en wordt onderverdeeld in de era´s: Neoproterozoïcum (1000 - 542 Ma) Mesoproterozoïcum (1600 - 1000 Ma) Paleoproterozoïcum (2500 - 1600 Ma) Het eon voorafgaand aan het Proterozoïcum heet het Archaïcum, het era erna het Paleozoïcum. 2500 3800 Flora en fauna Het Proterozoïcum werd gekenmerkt door een bescheiden hoeveelheid leven, waardoor ook weinig fossiele overblijfselen bekend zijn. Dit wordt nog versterkt door het feit dat het mariene leven dat bestond nog geen kalkskeletjes had, waardoor de kans op fossilisatie klein was. Aan het einde van het Proterozoïcum, en daarmee het begin van het Cambrium vond een explosieve groei van de biodiversiteit plaats; de zogenaamde Cambrische explosie!! Ongeveer 1100 Ma geleden vormde zich door het botsen van drie of vier paleocontinenten een supercontinent dat vrijwel alle continentale kratons in zich verenigde: Rodinië. Dit wordt de orogenese van Grenville genoemd. 1000 - 800 Ma; het supercontinent Rodinië splitste zich en opende zich de Panthalassa. Noord-Rodinië, bestaande uit de kratons Antarctica, Australië, India, Arabië, Noord-China en Zuid-China schoof over de toenmalige Noordpool. In deze tijd zijn er drie continenten: Noord-Rodinië, Zuid-Rodinië en het Congo kraton. Het Congo kraton wordt ingeklemd door beide delen van Rodinië. Dit staat bekend als de Panafrikaanse orogenese, waarbij een nieuw supercontinent Pannotia ontstaat. Pannotia omvat de meeste kratons maar in een andere configuratie. Het supercontinent schuift over de Zuidpool (zie afbeelding). Pannotia is een supercontinent waarvan het bestaan betwist wordt. Het zou bestaan hebben van ongeveer 600 miljoen jaar geleden tot ongeveer 540 miljoen jaar geleden. Het werd voor het eerst beschreven in 1997 door Ian Dalziel. Zo ongeveer 600 miljoen jaar geleden kwam het Nigerblok tussen West- en Oost Gondwanaland klem te zitten waarbij Gondwanaland werd gevormd. In de buurt van de zuidpool raakten Gondwanaland en Laurazië elkaar bijna. Kritiek zijn de posities van het Siberisch Craton en Baltica op dat moment. Onduidelijk is of deze dicht genoeg tegen de andere continenten aan lagen om een supercontinent te vormen. Pannotia bestond in ieder geval kort. De botsingen welke Pannotia gevormd moeten hebben waren "schampende" botsingen en de continenten waaruit Panotia bestond, hadden al actieve slenkvorming. 540 Miljoen jaar geleden brak Pannotia uiteen in Laurentië, Baltica, Siberisch Craton en Gondwanaland. 760 - 700 Ma; de Sturtian wereldijstijd. Op het einde van het Precambrium traden twee ijstijdvakken op, resp. ongeveer 710 en 635 miljoen jaar geleden. Zowel de oudste (Sturtian) als de jongste (Marinoan) van deze twee ijstijdvakken worden ervan 'verdacht' zo koud te zijn geweest dat zelfs de oceanen bij de evenaar bevroren waren. Daarom wordt wel van 'sneeuwbal aarde' gesproken. Aan die volledige ijsbedekking wordt echter ook door veel deskundigen getwijfeld, om talrijke, uiteenlopende redenen. Diamictiet (versteende keileem) uit het Neoproterozoïcum van de Appalachen: Een nieuw onderzoek draagt niet alleen nieuwe argumenten aan voor het bestaan van een 'sneeuwbal aarde' maar geeft ook aanwijzingen voor de duur ervan. De nieuwe argumenten zijn gebaseerd op de analyse van 44 chemische elementen uit boorkernen in kopermijnen van Zambia en Congo. Beide boorkernen bereikten de glaciale afzettingen uit de genoemde twee Precambrische ijstijden. http://www.snowballearth.org/week1.html Diamictiet van 650 miljoen jaar geleden in Namibië Een van de onderzochte elementen betreft iridium. Dat metaal is inmiddels bekend omdat een laagje dat sterk verrijkt is aan iridium de grens markeert tussen Krijt en Tertiair. Dat iridium was afkomstig van de toen ingeslagen meteoriet. In steenmeteorieten bevindt zich namelijk veel meer iridium dan in de aardkorst. Omdat er een voortdurende 'regen' van meteorieten (vaak in zeer kleine deeltjes) op aarde valt, moet bij een 'sneeuwbal aarde' dat iridium op het ijs terecht zijn gekomen. Toen dat ijs smolt, moet - als dat snel gebeurde - in de oceanen een laagje gevormd zijn dat verrijkt is aan iridium. En het ijs moet na een 'sneeuwbal aarde' inderdaad snel zijn gesmolten, omdat de totale ijsbedekking opname door de zee van koolzuurgas uit de atmosfeer verhinderde. Daardoor nam de concentratie op een gegeven moment zo sterk toe dat een 'broeikaseffect' ontstond, die de ijskappen snel deed smelten. In alle drie boorkernen vonden de onderzoekers inderdaad een laagje met veel iridium bovenop de glaciale sedimenten uit het Sturtian. In twee van de drie kernen vonden ze dat ook voor het Marinoan. Daarmee komt de hypothese van 'sneeuwbal aarde' dus een stukje dichter bij een bewijs. Aannemende dat destijds de 'regen' van meteorieten even heftig was als in de afgelopen 80 miljoen jaar, konden de onderzoekers aan de hand van de concentratie iridium, in combinatie met de verhouding tussen deze concentratie en die van andere elementen, uitrekenen hoelang het iridium door het ijs moet zijn tegengehouden, voordat het (na het smelten van de ijslaag) in het zeewater kon wegzinken. Uit die berekeningen blijkt dat dit ijstijdvak ongeveer 12 miljoen jaar moet hebben geduurd, plus of min 3 miljoen jaar. 620 - 580 Ma; de Varanger wereldijstijd. 600 - 542 Ma; het Vendian. In deze laatste fase van het Neoprotozoëcum worden de eerste fauna's van meercellige dieren (metazoa) Bron: NASA aangetroffen. Een mogelijke verklaring voor deze plotselinge ontwikkeling van de meeste moderne metazoa phyla, is de Sneeuwbal Aarde theorie. In het Vendian begint Pannotia uit elkaar te vallen. Laurazië (Noord-Amerika minus Florida, Newfoundland enz.), Baltica (Scandinavië; en Rusland tot de Oeral) en Siberië bewegen naar het noorden en de Iapetus oceaan ontstaat. 610 - 600 Ma; de Twitya fossielen van het MacKenzie gebergte, waarschijnlijk Cnidaria, (kwallen). 573 Oudst bekende vleeseter stamt uit het Precambrium Dieren - en zeker roofdieren - worden gewoonlijk gezien als organismen die zich vrij kunnen bewegen. Niet alle dieren zijn echter vrij om te gaan en te staan waar ze willen: zeelelies (crinoïden) en koralen zijn ook bij geologen bekende voorbeelden van dieren die onlosmakelijk aan hun ondergrond zijn verbonden. Dat blijkt een eigenschap te zijn die al vroeg bestond: in het Precambrium kwam al een (roof)dier voor dat, net als zeelelies, in zijn ondergrond was 'geworteld'. Wat die ondergrond was, is niet helemaal duidelijk, maar het lijkt erop dat die organisch was; uit die organische massa (die ofwel een soort 'moederlichaam' kan zijn geweest ofwel een massa van bijvoorbeeld bacteriën of kolonievormende algen) kwamen duidelijk individuele exemplaren tevoorschijn. Kolonie van kokers van Corumbella werneri, ontspruitend aan 1 individu Het gaat om een organisme (Corumbella werneri) dat voor het eerst in 1982 werd beschreven, maar waaraan nu een nieuwe interpretatie wordt gegeven. Het dier wordt beschouwd als behorend tot het fylum van de Cnidaria (klasse Scyphozoa), en het maakt deel uit van de matig diverse fauna die gevonden is in de Laat-Precambrische Corumbá Groep in WestBrazilië. Binnen deze fauna is Corumbella werneri het meest voorkomende macrofossiel. Een ander fossiel dat voorkomt in de 8-100 m dikke uit kalksteen (met een interval van tuf) bestaande ca. 570 miljoen jaar oude Tamango Formatie, onderdeel van de Cormbá Groep, is een klein kegelvormig schelpje (Cloudina). Deze twee dieren maken het mogelijk om de fauna te correleren met de Ediacara-fauna die inmiddels van tal van plaatsen op aarde uit het Laat-Cambrium bekend is, maar die voornamelijk bestaat uit afdrukken van dieren die geen harde bestanddelen hadden. Detail van een individuele koker met schroefvormige draaiing Exemplaren van het geslacht Corumbella scheidden materiaal af waardoor een nauw, langgerekt, vierzijdig symmetrisch buisje ontstond; de buisjes werden tot 80 mm lang en hadden een maximale doorsnede van 20-25 mm. Gezien de vorm waarin de fossiele buisjes zijn aangetroffen, moeten ze heel flexibel zijn geweest. Het nu beschikbaar gekomen materiaal maakte een betere analyse van deze buisjes mogelijk. Daaruit blijkt een grote gelijkenis met het huidige geslacht Stephanoscyphus, die ook tot de Cnidaria behoort. Waar Corumbella echter eerder werd beschouwd als behorend tot een groep die niet jaagt (hij werd door de oorspronkelijke ontdekkers verwant geacht met de zeepennen), wordt hij nu ingedeeld bij een groep die dat wel doet. Het ging volgens de nieuwe interpretatie, die mede op de vergelijking met Stephanoscyphus is gestoeld, om een vleeseter (die alleen wel moest wachten totdat zijn prooidieren binnen bereik waren gekomen). Welke prooidieren Corumbella ving, is overigens vooralsnog onbekend; het is waarschijnlijk dat het om kleine, vrij zwemmende diertjes ging, mogelijk microplankton. Er zijn al wel eerder aanwijzingen gevonden dat de kundigheid om een prooi te vangen een belangrijke rol speelde bij de evolutie binnen het dierenrijk in het Laat-Precambrium. Er zijn echter nooit eerder Precambrische organismen aangetroffen waarvan met grote zekerheid kon worden vastgesteld dat het vleeseters waren. Nu lijkt het bewijs daarvoor geleverd. 560 Ma; Ediacara fauna 542 Ma; begin van het Cambrium Fauna tijdens het Neoproterozoïcum De Ediacara-fauna Kimberella Vernanimalcula Vernanimalcula (lentediertje) is momenteel (2005) het oudst bekende tweezijdig symmetrische dier. Het is gevonden in de Lagerstätte van Doushanto in Guizhou, China, en is vermoedelijk tussen de 580 en 600 miljoen jaar oud. Vernanimalcula was slechts 1-2 millimeter groot en ovaal van vorm. Het dier vertoont al de basisvorm van de Bilateria: een spijsverteringskanaal met een mond aan de ene kant en een anus aan de andere, hieromheen gepaarde lichaamsholten en een ectoderm, endoderm en mesoderm die deze delen van elkaar scheiden. Na Vernanimalcula stammen de eerstvolgende Bilateralia van ca. 555 Ma, als er zich grotere tweezijdig symmetrische dieren zoals de 10 centimeter grote Kimberella hebben ontwikkeld. Uit de tussentijd (het begin van de Ediacara-fauna) zijn nog geen vindplaatsen bekend waar ook microscopische dieren zoals Vernanimalcula bewaard zijn. Nog weer iets later, 542 Mya, begint de Cambrische explosie, waarin het aantal tweezijdig symmetrische dieren snel toenam, en de eerste harde delen verschijnen. Proterozoïcum (1.650 - 570 miljoen jaar geleden) Archaeïcum (3.800 - 1.650 miljoen jaar geleden); Animikean (2.200 - 1.650 miljoen jaar geleden) Na het Archaeïcum volgde het Proterozoïcum (1.650 - 570 miljoen jaar geleden). De grens tussen Archaeïcum en Proterozoïcum is nog steeds onduidelijk. Er blijft een interval van ca. 500 miljoen jaar, waarover nagenoeg niets bekend is In het Proterozoïcum ontstonden de eerste blauw- en groenwieren, bacteriën, planten en ongewervelde dieren. Ook ontstond de huidige zuurstofrijke atmosfeer. Het Proterozoïcum kent verschillende onderverdelingen: Tijdschaal van Harland en Smith Burzyan (1.650 - 1.350) Riphien (Eng. Riphean (1.650 - 800) Yurmatin (1.350 - 1.050) Karatau (1.050 - 800) Sinian (800 - 570) Sturdian (800 - 610) Vendian (610 - 570) Vroeg- of PaleoProterozoïcum (1.650 1.350) Midden- of MesoProterozoïcum (1.350 - 800) Laat-Proterozoïcum (800 570) Rodinië Rodinië was een supercontinent in het Neoproterozoïcum. Het heeft zich ongeveer 1 miljard jaar geleden gevormd en omvatte het merendeel van alle continenten. Men vermoedt dat Rodinië zich ongeveer 750 miljoen jaar geleden is beginnen op te splitsen in de paleocontinenten Nigerblok, West-Gondwanaland, Oost-Gondwanaland, Laurentië, Baltica, het Siberisch Craton en het Baikalblok. Er is weinig bekend over de continentbewegingen voor de vorming van Rodinië, vanaf de opbreking weet men de bewegingen echter vrij redelijk te reconstrueren. Uiteindelijk zouden de continenten zich samenvoegen tot een nieuw supercontinent Pannotia, en daarna tot Pangaea. De naam van het paleocontinent is afgeleid van het Russische woord voor "voortbrengen": roditj. Stromatolieten Stromatolieten, de oudste bekende fossielen, bestaan uit kalk. Ze komen al 3000 miljoen jaar voor. Ze worden ook nu nog gevormd. Een moeilijkheid waarmee de aanhangers van de evolutieleer zijn geconfronteerd is de afwezigheid van fossielen uit het Precambrium. Er zijn, hoewel pas in de vorige eeuw ontdekt, fossiele bewijzen uit bijna het gehele Precambrium, van ca. 3800 miljoen jaar geleden tot aan het begin van het fossielrijke Cambrium, 570 miljoen jaar geleden. De oudste fossielen komen tegelijk voor met de eerste gebande-ijzersteen-formaties die in de jaren tachtig, in Australië zijn ontdekt. Deze fossielen zijn onder de naam stromatolieten bekend. Het zijn dunne lagen kalksteen in de vorm van zuilen of heuveltjes. De naam komt van het Griekse stroma en betekent 'stenen deken'. Fig. 1 Levende stromatolieten bij Hamelin Pool, West-Australië, een hypersalien milieu, ongeschikt voor de meeste organismen, zodat de cyanobacteriën zich in alle rust kunnen ontwikkelen. Aan het begin van deze eeuw zijn ze in Noord-Amerika door Charles D. Walcott (1850-1927) ontdekt. Hij heeft ze geïnterpreteerd als fossiele riffen die door een soort algen zijn gevormd. De meeste geologen hebben deze interpretatie afgewezen. Naar hun mening is er sprake van een chemische neerslag en heeft het niets te maken met levende organismen. In 1954 worden fossiele blauwgroene algen, nu als 'cyanobacteria' bekend, en andere bacteriën ontdekt. Langzamerhand wordt Walcotts oorspronkelijke interpretatie door alle geleerden op dit gebied geaccepteerd. In Australië zijn later, in de jaren vijftig, blauwgroene algen, waaruit stromatolieten zijn ontstaan, gevonden. Dat is het definitieve bewijs voor de oplossing van het probleem geweest. Deze ontdekking is gedaan in Shark Bay, een zeer zoute lagune, een omgeving die voor normale mariene organismen vijandig is. Juist daar kunnen de primitieve cyanobacteriën en andere bacteriesoorten zich ongehinderd ontwikkelen. De ontdekking van levende structuren die alleen uit gesteenteformaties van 3000 miljoen jaar oud bekend zijn, is een grote verrassing. Hun voorkomen van opgestapelde pannekoeken is ontstaan door de opeenvolgende afzettingen van laagjes kalk. Stromatolieten uit het Precambrium in Canada; erosie heeft de concentrische lagen blootgelegd. Fossiele stromatolieten bij Enorama Creek, Flinders Ranges, Australië. Finland http://www.ryanphotographic.com/cyanopics.htm De Meercelligen veroverden de zeeën: Cyclomedusa, Charnia, Kimberella, Eoporpita, Nemiana, Pteridinium, Arkarua, Dickinsonia, Spriggina, Tribachidium en andere worden tezamen de Ediacara fauna genoemd naar de vindplaats Ediacar Hills in Australië. Warme en koude perioden wisselden zich af. In die periode vond een grote differentiatie van de levensvormen plaats. Marokko Cyclomedusa Charnia Nemiana Pteridinium Eoporpita Arkarua Dickinsonia Spriggina Aan het eind van het Vendian - ook wel Ediacaran genoemd (590 - 570 miljoen jaar geleden) - bedekten grote landmassa's het gebied van de huidige Stille Oceaan, terwijl wat nu Europa, Azië en Afrika is, bedekt was met water. Uit de alzijdig symmetrisch gebouwde Radiata ontwikkelden zich tijdens het Vendian de Ribkwallen en de Neteldieren. Aan het eind van het Vendian vond een grote uitsterving plaats als gevolg van grote klimaatswisselingen, onder andere veroorzaakt door superuitbarstingen van vulkanen en meteorietinslagen. Hele groepen organismen legden toen het loodje. Echter niet alle paleontologen zijn overtuigd van deze massa-uitsterving. Zij geloven dat de Vendian-fauna de voorouders waren van de Cambrium-fauna, terwijl andere paleontologen geloven dat de Vendian-fauna geen representanten had tijdens het Cambrium. Deze laatste hypothese gaat ervan uit dat de Vendian-fauna ten onderging en dat daarna de Cambrium fauna ontstond. Het Vendian eindigde 570 miljoen jaar geleden en met het Vendian kwam er ook een eind aan het Proterozoïcum. De Paleozoïcum Era stond voor de deur. 591 De ouderdom van de Ediacara-fauna Op het einde van het Precambrium ontwikkelden zich levensvormen zonder harde bestanddelen die vooral bekend zijn van afdrukken die ze in de zachte bodem van ondiepe zeeën achterlieten. Van veel van deze dieren is niet bekend tot welke groep ze gerekend moeten worden; in veel gevallen gaat het waarschijnlijk om vertegenwoordigers van groepen die al in het begin van het Cambrium (of zelfs nog eerder) uitstierven. Doorsneden door een stekelige Acritarch (Tianzhushania) uit vuursteen in de Doushantuo fm Deze bijzondere fauna, vernoemd naar het Australische plaatsje Ediacara waar hij het eerst werd aangetroffen, is inmiddels van veel plaatsen op aarde bekend. Desondanks blijven er nog steeds veel vragen onbeantwoord. Een daarvan is waarom er zo plotseling relatief gecompliceerde organismen in zo'n grote verscheidenheid ontstonden. Een andere vraag is hoe ze zich zo snel wereldwijd konden verspreiden, en een derde vraag is waarom de hele fauna ook weer zo snel en zo plotseling lijkt te zijn uitgestorven. Een stekelige Acritarch (Meghystrichospaeridum) uit de fosforiet van de Doushantuo fm Een van de punten die daarbij van belang is, is het tijdstip van opkomst en ondergang van deze fauna. Daar bestond tot nu toe weinig duidelijkheid over. Dat was des te minder plezierig omdat de fauna zo belangrijk wordt beschouwd voor het inzicht in de ontwikkeling van het leven op aarde dat deze periode inmiddels een eigen naam heeft gekregen (Ediacara Periode; in het Engels: Ediacaran). Het begin van deze periode kon tot nu toe echter niet met enige accuratesse worden bepaald omdat de fauna steeds werd aangetroffen in sedimenten die geen directe datering toelieten. Zo'n datering is nu tot stand gebracht door een team onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology en de Chinese Academie van Wetenschappen. Ze deden dat door radiometrische datering (op basis van de vervalreeks van uranium naar lood) in zirkoonkristallen die ze aantroffen in twee laagjes vulkanische as in de Doushantuo Formatie (China). Deze formatie omvat volgens de onderzoekers meer dan 90% van de tijd waarin de Ediacara-fauna voorkwam. Het bijzondere van de datering bestaat uit de positie van de aslaagjes. Het oudste bevindt zich op het niveau waar de gesteenten het einde markeren van een wereldwijde ijstijd. De ouderdom van dat laagje is 635 miljoen jaar. Direct boven dit laagje komen de eerste (nog weinig gedifferentieerde) vertegenwoordigers van de Ediacara-fauna voor. Het tweede aslaagje is gedateerd op 550 miljoen jaar. Direct boven dat laagje 'explodeert' de Ediacara-fauna: er komt een veel grotere verscheidenheid aan organismen. De onderzoekers denken dat ten tijde van de asafzetting een milieuramp heeft plaatsgevonden die een situatie creëerde waarin de nieuwe ontwikkeling kon plaatsvinden. De Ediacara-fauna komt ook in afzettingen voor die jonger zijn dan 550 miljoen jaar. De bovengrens van de Ediacara-fauna blijft daardoor nog onduidelijk, maar de fauna verdwijnt al heel snel boven de grens tussen Precambrium en Cambrium (542 miljoen jaar). Omdat die grens formeel is vastgelegd, eindigt de Ediacara Periode per definitie op die grens. De duur van de Ediacara Periode is nu dus bekend: van 635 tot 542 miljoen jaar geleden. Zie nu verder in deel 2, het Palaeozoicum!!
