پرکامبرین (تاریخچه زمین)

یبیش از 4 میلیارد سال از تاریخ زمین در بازه زمانی است که با نام پرکامبرین شناخته می‌شود. واژه پرکامبرین واژه‌ای غیررسمی است که به بازه زمانی قبل از کامبرین (538 میلیون سال قبل) اطلاق می‌شود. در این بازه زمانی، به‌واسطه عدم یکپارچگی سنگ‌های به‌جامانده، ماهیت دگرسان و تغییر شکل یافته آنها و شواهد بسیار کم فسیلی ارائه تقسیم‌بندی مشخص نسبت به دیگر دوره‌های زمین‌شناسی همواره با چالش همراه بوده است. بااین‌حال پرکامبرین به سه ائون (Eon) هادئن، آرکئن و پروتروزوئیک تقسیم می‌شود.

جدول زمان زمین‌شناسی و مقایسه پرکامبرین با باقی تاریخ زمین به همراه حوادث مهم در پرکامبرین

هادئن اشاره به بازه تشکیل زمین از 4/567 میلیارد سال تا 4 میلیارد سال دارد که شواهد سنگی ندارد. سن قاعده هادئن بر اساس اولین جامد شناخته شده که به‌صورت ادخالهای (Inclusion) غنی از کلسیم- آلومینیوم درون یک شهاب‌سنگ کندریتی برخوردی به زمین بوده و با سیستم ایزوتوپی اورانیوم – سرب (U-Pb) تعیین سن شده است.

قدیمیترین قطعه شناخته شده از زمین، زیرکن‌هایی هستند که در سنگ‌های رسوبی دگرگون شده (Metasedimentary Rocks) در استرالیا کشف شده‌اند.

آرکئن بازه زمانی 4 میلیارد سال تا 2/5 میلیارد سال قبل و تقسیم شده به چهار اِرا (Era) ائوآرکئن، پالئوآرکئن، مزوآرکئن و نئوآرکئن تقسیم می‌شود. قاعده پالئوآرکئن با گنیسهایی در کانادا، (قدیمیترین سنگ باقیمانده) شناخته میشود. حد بالای آن با ظهور اولین شواهد حیات (3/7 میلیارد سال) در سنگ‌های رسوبی که استروماتولیت نامیده میشوند و در گرینلند و استرالیا کشف شدهاند، مشخص می‌شود. به عبارتی استروماتولیتها ساختارهای رسوبی – آلی هستند که نتیجه واکنش بین سیانوباکتریهای فتوسنتزکننده (فاز آلی) و شرایط شیمیایی محیط (فاز رسوبی) بوده و در نهایت تناوبی از باکتری (لایههای تیره) و رسوب (لایه روشن) به وجود میآید (Vasconcelos et al. 2014)

در اواخر آرکئن دو پدیده مهم یخبندان و حادثه اکسیژنی بزرگ (GOE) رخ ‌داده است. در این بازه میزان اکسیژن در جو به 2درصد رسید! (این میزان امروزه 21درصد است). به عبارتی در پی این حادثه، جو زمین که حاوی آمونیاک، نیتروژن، بخار آب، متان و دیاکسیدکربن بود به‌تدریج با ورود اکسیژن به جو، آرام‌آرام روند تشکیل حیات هوازی به وجود آمد. گریفین و همکاران (Griffin et al., 2014) به‌واسطه شواهد ژئوشیمیایی و مطالعات ایزوتوپی سنگ‌های ماگمایی و آرکئن را به سه قسمت پالئوآرکئن، مزوآرکئن و نئوآرکئن تقسیم کرد. در پالئوآرکئن پوسته زمین پوسته زمین راکد و ترکیبی مافیک داشته است. در مزوآرکئن، همراه با وارونگی جبه (Mantle Overturn) و فعالیتهای ستونی (Plume Activity) بوده که منجر به گسترش جبه لیتوسفری شبهقارهای شده است. در نئوآرکئن فعالیتهای ستونی متعدد رخ داده است که برخی اشکال تکتونیک صفحهای به وجود آمدهاند. شواهد انتقال مواد پوستهای سطح به اعماق جبه در الماسهای درون کیمبرلیتها دیده میشود. در 3/5 میلیارد سال قبل مجموعه گرانودیوریت – ترنجمیت – تونالیت (Tonalite – Trondhjemite – Granodiorite (TTG)) به‌صورت گستردهای رخ دادند که با دومین پیک ماگمایی در 2/3 میلیارد سال قبل دنبال شده و مقارن با اولین رخداد تشکیل رسوبات حاشیه غیرفعال (Passive Margin Sediments) در 3 میلیارد سال قبل و بالاآمدگی قارهها از زیر آب بوده است. در این بازه کراتونها به وجود آمدند.

تکامل زمانی لیتوسفر همراه با کاهش دمای جبه از بازه بیش از 3200 میلیون سال تا 2500 میلیون سال

پروتروزوئیک که از 2/5 میلیارد سال قبل شروع و به 538 میلیون سال (مرز پرکامبرین – کامبرین) ختم میشود و شامل سه اِرای پالئوپروتروزوئیک، مزوپروتروزوئیک و نئوپروتروزوئیک که این سه اِرای گفته شده به 10 دوره تقسیم میشود (شکل1). پروتروزوئیک زمان تغییر از رژیم تکتونیکی سوپرکراتونهای پراکنده و کوچک آرکئن به تشکیل اولین ابرقاره زمین (تحت نام نونا) است. در این بازه فعالیتهای ماگمایی قارهای و کوهزایی کاهش پیدا کرد و رسوبات حاشیه غیرفعال نیز از بین رفتند. بواسطه سردشدگی جبه، حرکات نسبی کمتر شد. در پروتروزوئیک دارای حوادثی هستیم که دارای گسترش جهانی بوده و قابلیت انطباق نقاط مختلف جهان را با هم میسر میکند. تشکیلات آهن نواری (BIF) یکی از این حوادث مهم است که در اوایل پروتروزوئیک شکل گرفتهاند. با رخداد GOE میزان این رسوبات غنی از آهن کاهش پیدا کرد. همچنین کاهش در میزان کانیهایی نظیر پیریت، اورانینیت، سیدریت و خاکهای قدیمه غنی از آهن نیز مرتبط به GEO است. در بازه زمانی کریوژنین (Cryogenian) رسوبات یخچالی را داریم به طوریکه در این دوره به علت دمای منفی 50درجه و گسترش یخچالها از عبارت زمین توپیخی و نهایتا در بازه زمانی ادیاکارا (Ediacara) که آخرین بخش از پرکامبرین است اولین مجموعه فسیلی مشخص و پرسلولی دیده میشود. همچنین در این دوره، بسیاری از خشکیها نمایان شدند.