PrecambrianulPrecambrianul reprezintă unul dintre cei doi mari eoni ai istoriei planetei noastre, înglobând aproape 90% din aceasta. Practic, tot ceea ce este mai vechi de 540 de milioane de ani face parte din această eră. De ce acest prag, vă întrebaţi?

 

 


Pentru că reprezintă momentul în care viaţa practic a explodat, începând o diversificare şi o răspândire nemaiîntâlnite până atunci şi neegalate până în prezent.

Deşi cuprinde atât de mult timp, precambrianul este mult mai puţin cunoscut faţă de epocile mai recente şi mult mai bogate în mărturii lăsate. Rocile sunt modificate profund sau total de procesele geologice de-a lungul timpului, pierzându-şi caracteristicile originale. Formele de viaţă primitive unicelulare nu posedau structuri osoase sau cochilii, astfel că majoritatea covârşitoare a acestora a dispărut pur şi simplu fără a lăsa urme.

Există roci şi fosile extrem de vechi, ce ne arată că scoarţa terestră se răcise deja cu mai bine de 4 miliarde de ani în urmă, iar primele forme de viaţă apăruseră deja în urmă cu 3,5 miliarde de ani.

Precambrianul este divizat în trei ere: Hadean, Arhean şi Proterozoic.


Hadean (4.567 – 3.800 milioane ani)


Hadeanul este era formării Sistemului Solar şi a Pământului, transformarea Terrei dintr-un nor gazos într-un corp solid. Dacă toată istoria planetei noastre ar fi avut loc într-un singur an, atunci Hadeanul ar fi început la 1 ianuarie şi s-ar fi sfârşit la 26 februarie.

La început o planetă fierbinte de rocă topită, Terra s-a răcit progresiv în primele câteva sute de milioane de ani, la un moment dat crusta sa răcindu-se îndeajuns încât să devină solidă. Din acest moment începe adevărata istorie geologică. De fapt nu a fost un moment clar, ci o perioadă, crusta topindu-se şi refăcându-se de nenumărate ori, datorită curenţilor extrem de puternici de magmă ce urcau din străfundurile planetei.

Activitatea intensă a tânărului Pământ a şters cu uşurinţă cele mai vechi urme geologice. La acest proces s-a adăugat şi Bombardamentul Târziu, o exagerată activitate meteoritică ale cărei mărturii se găsesc pe toate corpurile găzduite de Sistemul Solar şi care a avut loc la 750 de milioane de ani de la naşterea Sistemului Solar. De asemenea, un alt eveniment ce posibil a refăcut scoarţa terestră este impactul cu un corp de dimensiuni planetare ce ar fi dat naştere Lunii.

 

Hadeanul. Vulcan
Hadeanul. Vulcan
credit: Wikimedia Commons


Atmosfera. Nu se cunoaşte exact compoziţia atmosferei iniţiale, dar este probabil să fi avut un conţinut important de azot, o cantitate mare de dioxid de carbon, cantităţi apreciabile de vapori de apă, substanţe organice şi gaze vulcanice. Deşi foarte fierbinte, atmosfera e posibil să fi permis existenţa apei lichide – necesare formării unor roci din acea perioadă – printr-o presiune mare. Unele calcule arată că din cauza emanaţiilor globale atmosfera primordială ar fi putut atinge o presiune de 250 de atmosfere!

Datorită densităţii şi unei opacităţi crescute, multă vreme singura lumină vizibilă la suprafaţa terestră a fost focul magmei ce ieşea din interior. Pe măsură ce atmosfera s-a răcit, norii au început să se condenseze, cerul să se limpezească, oceane să se formeze.

Viaţa. Pe o suprafaţă atât de frământată este puţin probabil ca viaţa să fi apărut atât de timpuriu, însă dacă acest lucru s-a întâmplat, a fost probabil de multe ori distrusă. Abia când condiţiile de pe Pământ s-au stabilizat, în următoarea eră, viaţa a putut apărea şi evolua fără a fi permanent ameninţată.





Arhean (3.800 – 2.500 milioane ani)


Dacă ne-am putea întoarce în timp în vremea Arheanului, propria planetă ni s-ar părea complet străină. N-am putea respira; Soarele ar lumina mai slab şi totuşi ar fi considerabil mai cald; Luna s-ar afla mai aproape, iar ziua ar dura mult mai puţin; şi mai ales Pământul ar fi pustiu, viaţa abia mijind având exclusiv reprezentanţi unicelulari, nevăzuţi.

În Arhean au început să se formeze continentele, iar nucleele tuturor continentelor mari de astăzi îşi au originea aici; ele se regăsesc în prezent pe teritoriul Canadei, Australiei, Africii, Indiei şi Siberiei.

Deoarece masa continentală încă nu exista la începutul erei geologice, planeta era acoperită de ape, în multe regiuni nu foarte adânci. Treptat, uscatul a început să-şi facă loc din valuri. Între 3 – 2,5 de miliarde de ani în urmă se formează 70% din masa continentală.

Continentele din vremea Arheanului nu semănau cu cele familiare nouă. Erau mai mici, formate din roci dure şi nicio formă de viaţă nu le popula.

Primul supercontinent format este denumit Vaalbara şi a existat cu 3,1 – 2,8 miliarde de ani în urmă. I-a urmat supercontinentul Kenorland, apărut acum 2,7 mld. de ani şi fragmentat 200 de milioane de ani mai târziu. În urmă cu 2 mld. ani se formează Columbia, ce a rezistat timp de 500 milioane ani. Termenul de supercontinent se referă la o masă de uscat ce înglobează majoritatea continentelor.

Atmosfera. Aerul din Arhean ne-ar putea ucide rapid. Azotul, metanul şi dioxidul de carbon ce predominau nu erau respirabile, însă viaţa a fost iniţial anaerobă, consumând dioxidul de carbon şi metanul şi eliberând oxigen. Datorită compoziţiei atmosferice, cerul era probabil de culoare roşie.

Deşi Soarele avea cu un sfert mai puţină putere decât astăzi, multitudinea de gaze de seră a menţinut o temperatură relativ ridicată.

Viaţa. Se consideră că viaţa a apărut în Arhean, la începutul acestei ere. Microfosile de bacterii vechi de 3,5 de miliarde ani au fost descoperite. Pe toată durata Arheanului, singurele forme de viaţă au fost microorganisme cum sunt bacteriile. Stromatolitele, bacterii capabile de fotosinteză, au dominat această perioadă. Dacă au existat organisme pluricelulare atât de timpuriu, ele nu au lăsat nicio dovadă geologică.

Apariţia autotrofelor a fost crucială. Autotrofele sunt organismele capabile să folosească lumina solară şi elementele chimice pentru a se dezvolta; plantele sunt autotrofe. Restul vieţuitoarelor sunt heterotrofe, având nevoie pentru supravieţuire de elemente organice sau de alte organisme. Dacă nu ar fi apărut autotrofele capabile să transforme materia nevie în materie organică, viaţa s-ar fi canibalizat până la extincţie completă. Iar fotosinteza mai are un rol crucial: a permis apariţia organismelor ce folosesc oxigenul pentru a dobândi energie, lucru ce a permis dezvoltarea vieţii complexe. Metabolismul anaerob este de până la 50 de ori mai puţin eficient decât cel pe bază de oxigen!

Organismele moderne asemănătoare cu cele ce au proliferat la începuturi, ce fac parte din grupul Archaea, preferă în general mediile extreme, probabil aidoma condiţiilor străine din Arhean.



Proterozoic (2.500 – 542 milioane ani)


Cea mai îndelungată eră geologică, întinzându-se pe două miliarde de ani, ar putea la prima vedere părea anostă şi fără mari modificări la activ. Pământul începe treptat să treacă de la stadiul complet străin specific Arheanului la o formă mai familiară. Schimbările însă sunt extrem de lente. Pe uscat încă nu există viaţă, iar în apă aproape în tot acest timp au trăit doar organisme unicelulare.

Însă, trecând peste prima impresie, în decursul Proterozoicului au avut loc schimbările cele mai profunde, în special pentru evoluţia ce va avea loc mai târziu.

Geografia şi tectonica. În Proterozoic plăcile tectonice încep să guverneze procesele ce determină forma crustei. Continentele sunt încă reduse ca dimensiuni, însă acum sunt stabile. Ele continuă să crească în special prin procese de acreţie, ca şi până acum, acumulând masă prin adăugarea altor porţiuni mai mici. În urma ciocnirilor dintre masele de uscat lanţuri de munţi se ridică. Erodarea marginilor continentale, ca şi a regiunilor cu ape curgătoare, produce un mediu de mare puţin adâncă, foarte propice pentru dezvoltarea vieţii.

Există dovezi geologice ale formării unui supercontinent în urmă cu 1 miliard de ani, pe nume Rodinia, ce a început să se fragmenteze 200 de milioane de ani mai târziu. Spre sfârşitul erei este posibil să se fi format un nou continent, Pannotia, care să înglobeze ceea ce astăzi numim Africa, America de Sud, Australia şi Antarctica, însă indiciile nu sunt destul de clare. Este cert însă că masa continentală s-a poziţionat în cele din urmă spre Polul Sud, şi au mai fost perioade în care porţiuni importante de pământ s-au apropiat de poli. Acest lucru a determinat înregistrarea în timpul Proterozoicului a primelor ere glaciare. Există teorii care susţin că a existat un moment în care practic întreaga planetă a fost îngheţată la suprafaţă.

Există urme rămase de glaciaţiuni răspândite la nivel de continente. Gheţarii s-au întins chiar până în zona ecuatorului. Dată fiind această nemaiîntâlnită glaciaţiune, este posibil ca ea să fi durat timp de câteva milioane de ani.

 

Stromatoliti din Proterozoic
Proterozoicul. Stromatoliţi
credit: Wikimedia Commons


Viaţa. Am văzut deja că primele forme de viaţă apar încă din Arhean. Aceasta nu a putut însă să se dezvolte corespunzător datorită condiţiilor relativ instabile. În Proterozoic, mediul se stabilizează, schimbările se produc mai lent, ceea ce permite vieţii să reuşească să se adapteze la mediu.

O foarte importantă etapă în evoluţie o reprezintă apariţia eucariotelor, organisme cu celule ce prezintă membrană şi nucleu. O parte din acestea au fost capabile de fotosinteză, altă etapă evolutivă de excepţie.

Stromatoliţii sunt forma dominantă a vieţii până în urmă cu 700 de milioane de ani. Abundenţi şi diverşi în apele puţin adânci, declinul lor este pus pe seama eucariotelor nou apărute, ce au găsit în aceste vietăţi unicelulare o resursă de hrană şi le-au decimat. Fosilele de stromatoliţi devin tot mai rare, iar în prezent se găsesc în doar câteva zone.

Către sfârşitul Proterozoicului se răspândesc primele organisme pluricelulare. Cum iniţial toate aveau corp moale, fosilele sunt rare.

Viaţa anaerobă nu era sustenabilă. Emisiile de oxigen, gaz otrăvitor pentru aceste organisme, ameninţau cu extincţia. Iniţial, o mare cantitate de fier a fost dizolvată în vastul ocean planetar, iar oxigenul din atmosferă s-a combinat cu acesta, mărturie stând benzi de oxizi de fier (rugină) de-a lungul marginilor continentelor. A venit însă vremea când fierul a fost oxidat, iar surplusul de oxigen a început să crească.

Au apărut noi vieţuitoare, capabile să trăiască în noul mediu şi, mai mult, să evolueze într-un mod mult mai complex. Metabolismul ce implică oxigenul este cu mult mai eficient, iar complexitatea formelor de viaţă poate creşte exponenţial. În schimb, viaţa anaerobă ce nu a devenit extinctă s-a retras sub scoarţă, unde se află şi în prezent, constituind încă majoritatea biomasei terestre.

În timpul Proterozoicului de mijloc viaţa a descoperit şi înmulţirea sexuată, aducând un plus de diversificare noilor generaţii, ce nu mai erau replici exacte ale unui unic părinte. Evoluţia astfel poate fi accelerată, iar selecţia naturală funcţionează mai bine prin alegerea celor mai apţi parteneri.

În concluzie, în Proterozoic viaţa, asemeni unui adolescent, a crescut mult, a descoperit sexul şi s-a răzgândit de mai multe ori cu privire la ce va deveni când va ajunge la maturitate.


Atmosfera. În urmă cu 2,2 de miliarde de ani Terra s-a confruntat cu prima poluare masivă din istorie. Din punctul nostru de vedere nu asta este impresia, dar pentru organismele răspândite la acea vreme a fost aproape un cataclism global ce le ameninţa cu extincţia totală. Este vorba de producţia de oxigen.

Dacă în Arhean oxigenul era la un nivel sub 1% faţă de cel din prezent, în urmă cu 1,8 miliarde de ani ajunsese deja la 15% din nivelul prezent.

În producţia de oxigen rolul a fost jucat de cianobacterii, organisme fotosintetice ce au apărut încă de acum 2,7 miliarde de ani, însă s-au răspândit abia în timpul Proterozoicului.

Creşterea cantităţii de oxigen, odată cu reducerea cantităţilor de gaze de seră, au fost de asemenea cauze ale glaciaţiunilor din Proterozoic.

Cea mai lungă eră a istoriei terestre se încheie cu noi realizări, dezvoltarea capacităţii unor organisme de a dezvolta structuri tari pentru a-şi proteja corpurile, ieşirea din apă a unor forme de viaţă, conturarea unui ciclu al carbonului în natură. Aceste schimbări majore, precum şi alte inovaţii ale inventivei evoluţii, vor duce la un eveniment unic pe Terra: explozia cambriană, uluitoare dezvoltare şi diversificare a formelor de viaţă, ce cuceresc întreaga planetă într-un termen, geologic vorbind, scurt.

Istoria Terrei. Paleozoicul timpuriu (2)