Arqueano

El Eón Archeano (ar-KEE-ən, también deletreado Archaean o Archæan) es el segundo de cuatro eones geológicos de la Tierra&# 39;s y, por definición, representa el tiempo desde hace 4 a 2500 millones de años. El Arcaico fue precedido por el Eón Hadeano y seguido por el Proterozoico.

La Tierra durante el Arcaico era principalmente un mundo acuático: había una corteza continental, pero gran parte de ella estaba bajo un océano más profundo que el océano actual. A excepción de algunos minerales traza, la corteza continental más antigua de hoy se remonta al Arcaico. Gran parte del detalle geológico del Arcaico ha sido destruido por la actividad posterior. La vida más antigua conocida comenzó en el Arcaico. La vida era simple a lo largo del Arcaico, representada principalmente por esteras microbianas de aguas poco profundas llamadas estromatolitos, y la atmósfera carecía de oxígeno libre.

Etimología y cambios en la clasificación

La palabra arcaico proviene de la palabra griega arkhē (αρχή), que significa 'comienzo, origen'. Se utilizó por primera vez en 1872, cuando significaba "de la edad geológica más antigua". 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 o punto de partida del eón de hace 4 000 millones de años está reconocido oficialmente por la Comisión Internacional de Estratigrafía.

Geología

Cuando comenzó el Arcaico, el flujo de calor de la Tierra era casi tres veces mayor que el actual, y aún era el doble del nivel actual en la transición del Arcaico al Proterozoico (2500 Ma). El calor adicional fue el resultado de una mezcla de calor remanente de la acumulación planetaria, de la formación del núcleo metálico y de la descomposición de los elementos radiactivos. Como resultado, el manto de la Tierra estaba significativamente más caliente que en la actualidad.

La evolución del flujo de calor radiógeno de la Tierra con el 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) y Minnesota (valle del río Minnesota), el escudo báltico, el macizo de Ródope, Escocia, India, Brasil, Australia occidental y Africa del Sur. Las rocas graníticas predominan en los restos cristalinos de la corteza arcaica superviviente. Los ejemplos incluyen grandes láminas de fusión y voluminosas masas plutónicas de granito, diorita, intrusiones en capas, anortositas y monzonitas conocidas como sanukitoides. Las rocas arcaicas suelen ser sedimentos de aguas profundas muy metamorfizados, como grauvacas, lutitas, sedimentos volcánicos y formaciones de hierro en bandas. La actividad volcánica fue considerablemente más alta que la actual, con numerosas erupciones de lava, incluidos tipos inusuales como la komatiita. Las rocas carbonatadas son raras, lo que indica que los océanos eran más ácidos debido al dióxido de carbono disuelto que durante el Proterozoico. Los cinturones de piedra verde 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 vecinos y depositados en una cuenca de antearco. Los cinturones de piedra verde, siendo ambos tipos de roca metamorfoseada, representan suturas entre los protocontinentes.

La tectónica de placas probablemente comenzó vigorosamente en el Hadeano, pero se desaceleró en el Arcaico. 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. La tectónica de placas probablemente produjo grandes cantidades de corteza continental, pero los océanos profundos del Arcaico probablemente cubrieron los continentes por completo. Solo al final del Arcaico es probable que los continentes emergieran del océano.

Debido al reciclaje y la metamorfosis de la corteza arcaica, existe una falta de evidencia geológica extensa para continentes específicos. Una hipótesis es que las rocas que ahora se encuentran en la India, el oeste de Australia y el sur de África formaron un continente llamado Ur hace 3100 millones de años. Una hipótesis conflictiva diferente es que las rocas del oeste de Australia y el sur de África se ensamblaron en un continente llamado Vaalbara hace 3600 millones de años. La roca arcaica constituye solo alrededor del 8% de la corteza continental actual de la Tierra; el resto de los continentes arcaicos han sido reciclados.

En el Neoarcaico, la actividad de las placas tectónicas 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 se metamorfoseaba de basalto a eclogita a medida que se hundían. Hay cuencas sedimentarias bien conservadas y evidencia de arcos volcánicos, grietas intracontinentales, colisiones continente-continente y eventos orogénicos generalizados en todo el mundo que sugieren el ensamblaje y la destrucción de uno y quizás varios supercontinentes. La evidencia de formaciones de hierro en bandas, lechos de pedernal, sedimentos químicos y basaltos almohadillados demuestra que el agua líquida prevalecía y que ya existían cuencas oceánicas profundas.

Los impactos de asteroides eran frecuentes en el Arcaico temprano. La evidencia de las capas de esférulas sugiere que los impactos continuaron en 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 sumidero de oxígeno importante y habrían causado fluctuaciones drásticas en los niveles de oxígeno atmosférico.

Medio ambiente

El punto naranja pálido, la impresión de un artista de la Tierra primitiva que se cree que ha aparecido naranja a través de su novata, metano rico, prebiótico segundo ambiente. La atmósfera de la Tierra en esta etapa era algo comparable a la atmósfera actual de Titan.

Se cree que la atmósfera arcaica casi carecía de oxígeno libre; los niveles de oxígeno eran inferiores al 0,001% de su nivel atmosférico actual, y algunos análisis sugirieron que eran tan bajos como el 0,00001% de los niveles modernos. Sin embargo, se conocen episodios transitorios de concentraciones elevadas de oxígeno a partir de este eón alrededor de 2980-2960 Ma, 2700 Ma y 2501 Ma. Los pulsos de aumento de la oxigenación en 2700 y 2501 Ma han sido considerados por algunos como posibles puntos de inicio del Gran Evento de Oxigenación, que la mayoría de los estudiosos consideran que comenzó en el Paleoproterozoico. Además, existían oasis de niveles de oxígeno relativamente altos en algunos entornos marinos poco profundos cerca de la costa durante el Mesoarca. El océano se estaba reduciendo en términos generales y carecía de redoxclina persistente, una capa de agua entre las capas oxigenada y anóxica caracterizada por un fuerte gradiente redox, que se convertiría en una característica de los océanos más óxicos posteriores. A pesar de la falta de oxígeno libre, la tasa de enterramiento de carbono orgánico parece haber sido aproximadamente la misma que en el presente. 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. El océano Arcaico se enriqueció en isótopos de oxígeno más pesados en relación con el océano moderno, aunque los valores de δ18O disminuyeron a valores comparables a los de los océanos modernos en el transcurso de la última parte del eón como resultado del aumento de la meteorización continental.

Los astrónomos creen que el Sol tenía entre el 75 y el 80 % de la luminosidad actual, pero las temperaturas en la Tierra parecen haber estado cerca de los niveles modernos solo 500 millones de años después de la formación de la Tierra (la paradoja del Sol joven y débil). La presencia de agua líquida es evidenciada por ciertos gneises altamente deformados producidos por metamorfismo de protolitos sedimentarios. Las temperaturas moderadas pueden reflejar la presencia de mayores cantidades de gases de efecto invernadero que más adelante en la historia de la Tierra. Alternativamente, el albedo de la Tierra puede haber sido más bajo en ese momento, debido a la menor superficie terrestre y la nubosidad.

Primeros años

Los procesos que dieron lugar a la vida en la Tierra no se conocen por completo, pero hay pruebas sustanciales de que la vida llegó a existir cerca del final del Eón Hadeano o a principios del Eón Arcaico.

La evidencia más temprana de vida en la Tierra es el grafito de origen biogénico encontrado en rocas metasedimentarias de 3700 millones de años descubiertas en el oeste de Groenlandia.

Litified stromatolites en las orillas del lago Thetis, Australia Occidental. Los estromatolitos arqueos son los primeros rastros fósiles directos de la vida en la Tierra.

Los primeros fósiles identificables consisten en estromatolitos, que son capas microbianas formadas en aguas poco profundas por cianobacterias. Los primeros estromatolitos se encuentran en arenisca de 3480 millones de años descubierta en Australia Occidental. Los estromatolitos se encuentran en todo el Arcaico y se vuelven comunes a finales del Arcaico. Las cianobacterias jugaron un papel decisivo en la creación de oxígeno libre en la atmósfera.

Se encuentran más pruebas de vida temprana en la barita de 3470 millones de años, en el grupo Warrawoona de Australia Occidental. Este mineral muestra un fraccionamiento de azufre de hasta un 21,1%, lo que es evidencia de bacterias reductoras de sulfato que metabolizan el azufre-32 más fácilmente que el azufre-34.

La evidencia de vida en el Hadeano tardío es más controvertida. En 2015, se detectó carbono biogénico en circones que datan de hace 4100 millones de años, pero esta evidencia es preliminar y necesita validación.

La Tierra era muy hostil a la vida antes del 4,2-4,3 Ga y la conclusión es que antes del Eón Arcaico, la vida tal como la conocemos habría sido desafiada por estas condiciones ambientales. Mientras que la vida pudo haber surgido antes del Arcaico, las condiciones necesarias para sustentar la vida no pudieron haber ocurrido hasta el Arcaico Eón.

La vida en el Arcaico se limitaba a organismos simples unicelulares (sin 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 podrían haber evolucionado durante el Arcaico sin dejar ninguno. Se han informado esteranos fósiles, indicativos de eucariotas, de los estratos arcaicos, pero se demostró que se derivan de la contaminación con materia orgánica más joven. No se ha descubierto evidencia fósil de replicadores intracelulares ultramicroscópicos como los virus.

Los microbios fosilizados de las esteras microbianas terrestres muestran que la vida ya se estableció en la tierra hace 3220 millones de años.