Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Палеопротерозой дәуіріндегі қатаң мұздану
Severe glaciation during the Paleoproterozoic era
Хурон мұздануы (немесе Макганиен мұздануы) – Хурондық супертоп шөгіндісі кезінде кем дегенде үш мұздық дәуір болған кезең. Бұл шөгінділік қабаттың қалыптасуы шамамен 2,5-тен 2,2 миллиард жыл бұрын (Gya), Палеопротерозой дәуірінің сидериан және риациан кезеңдерінде жүрді. Мұзданудың дәлелі негізінен мұздақ тектес деп есептелетін диамиктиттердің анықталуына негізделген. Хурондық қабаттың қалыптасуы рифт алабында болған, ол көбінесе теңіздік пассивті шеттік аймаққа айналды. Хуронның ішіндегі мұздық диамиктиттері қалыңдығы бойынша төртіншілік дәуірдегі аналогтарымен шамалас.
The Huronian glaciation (or Makganyene glaciation) was a period where at least three ice ages occurred during the deposition of Huronian Supergroup. Deposition of this largely sedimentary succession extended from approximately 2.5 to 2.2 billion years ago (Gya), during the Siderian and Rhyacian periods of the Paleoproterozoic era. Evidence for glaciation is mainly based on the recognition of diamictite, that is interpreted to be of glacial origin. Deposition of the Huronian succession is interpreted to have occurred within a rift basin that evolved into a largely marine passive margin setting. The glacial diamictite deposits within the Huronian are on par in thickness with Quaternary analogs.
Сипаттама
Хурондық аймақтағы үш мұздық диамиктиттері бар бірлік – ең көнесінен ең жасыраққа дейін, Рамзи көлі, Брюс және Гоуганда формациялары. Осы кезде әлемнің басқа жерлерінде де мұздықтардың бар екені белгілі болғанымен, Хурондық Хурон көлінің солтүстігінде, Онтарио штатындағы Саулт-Сте. Мари мен Квебек штатындағы Руин-Норанда арасындағы аймақпен шектелген. Сонымен қатар, осыған ұқсас шөгінділер Солтүстік Американың басқа жерлерінен, сондай-ақ Австралия мен Оңтүстік Африкадан да белгілі. Хурондық мұз басу шамамен Ұлы Оттегілену Оқиғасымен бірге жүрді, ол атмосфералық оттегінің артуымен және атмосфералық метанның азаюымен сипатталатын кезең болды. Оттегі метанмен әрекеттесіп, көмірқышқыл газы мен суды түзді, екеуі де метанға қарағанда әлдеқайда нашар парниктік газдар, бұл парниктік эффектінің тиімділігін күрт төмендетті, әсіресе температура төмендеген кезде су буы ауадан жылдам тұнбалана бастады. Бұл мұзды үй эффектісіне әкелді және сол кездегі күн сәулеленуінің төмендігімен, сондай-ақ геотермалдық белсенділіктің азаюымен бірге, еркін оттегінің артуы (органикалық қосылыстарға тотығу зақымын тудырады) және климаттық стрестердің жиынтығы Жер тарихындағы ең алғашқы және ең ұзаққа созылған жойылу оқиғасын тудырды, ол Жер бетіндегі және жақын теңіздердегі анаэробты микробалық кілемдердің көп бөлігін жойды.
The three glacial diamictite bearing units of the Huronian are, from the oldest to youngest, the Ramsay Lake, Bruce, and Gowganda formations. Although there are other glacial deposits recognized throughout the world at this time, the Huronian is restricted to the region north of Lake Huron, between Sault Ste. Marie, Ontario, and Rouyn Noranda, Quebec. Other similar deposits are known from elsewhere in North America, as well as Australia and South Africa. The Huronian glaciation broadly coincides with the Great Oxygenation Event, a time of increased atmospheric oxygen and decreased atmospheric methane. The oxygen reacted with the methane to form carbon dioxide and water, both much weaker greenhouse gases than methane, greatly reducing the efficacy of the greenhouse effect, especially as water vapor readily precipitated out of the air with dropping temperature. This caused an icehouse effect and, possibly compounded by the low solar irradiation at the time as well as reduced geothermal activities, the combination of increasing free oxygen (which causes oxidative damage to organic compounds) and climatic stresses likely caused an extinction event, the first and longest lasting in the Earth's history, which wiped out most of the anaerobe dominated microbial mats both on the Earth's surface and in shallow seas.
Аңдау және атауы
1907 жылы Артур Филемон Коулман алғаш рет Онтариодағы Гурон көліне жақын геологиялық құрылымды талдау нәтижесінде "Төменгі Гурон мұз дәуірі" деген тұжырым жасады. Оның құрметіне Гоуганда формациясының төменгі (мұздық) қабаты Коулман қабаты деп аталады. Бұл тау жыныстары көптеген геологтар тарапынан жан-жақты зерттелді және Палеопротерозой мұз басуының классикалық мысалы саналады. "Мұз басу" және "мұз дәуірі" терминдерінің шатасуы бүкіл кезеңді бір мұздық құбылыс ретінде қарауға алып келді. Диахроникалық немесе геохронометриялық бірліктерді пайдалану керек.
In 1907, Arthur Philemon Coleman first inferred a "lower Huronian ice age" from analysis of a geological formation near Lake Huron in Ontario. In his honour, the lower (glacial) member of the Gowganda Formation is referred to as the Coleman member. These rocks have been studied in detail by numerous geologists and are considered to represent the type example of a Paleoproterozoic glaciation. The confusion of the terms glaciation and ice age has led to the more recent impression that the entire time period represents a single glacial event. Diachronic or geochronometric units should be used.
Геология және климат
Эйлс пен Янгтың айтуынша, Гоуганда формациясы (2,3 Гя) «осы дәуірдегі ең кең таралған және ең сенімді мұздық шөгінділерін» қамтиды. Солтүстік Америкада осындай жасқа сәйкес шөгінділер Мичиган, Медисин Боу таулары (Вайоминг штаты), Чибугамау (Квебек провинциясы) және орталық Нунавутта таралған. Жалпы әлемдік масштабта олар Оңтүстік Африканың Гриктаун алабында, сондай-ақ Үндістан мен Австралияда кездеседі. Тектоникалық жағдай континенттік шеттің жарылуымен сипатталды. Жаңа континенттік қыртыс химиялық ыдырауға ұшыраған болуы мүмкін. Бұл ыдырау атмосферадан көміртегі диоксидін (CO2) алып, жылыжай эффектісін төмендету арқылы планетаны салқындатқан. Көпшілік пікір бойынша, бір немесе бірнеше мұз басу кезеңдері Жердің барлық немесе көп бөлігі мұзбен жабылған «қарлы Жер» оқиғалары болуы мүмкін. Дегенмен, мұздықтардың төменгі ендіктерде болғанын көрсететін палеомагниттік деректерге күмән туып отыр, ал мұздық шөгінділері (диамиктиттер) үздіксіз емес, карбонаттар мен басқа шөгінді тау жыныстарымен кезектесіп, қоңыржай климатты көрсетеді, бұл жаһандық мұз басуға жеткілікті дәлел таба алмаймыз.
The Gowganda Formation (2.3 Gya) contains "the most widespread and most convincing glaciogenic deposits of this era", according to Eyles and Young. In North America, similar age deposits are exposed in Michigan, the Medicine Bow Mountains, Wyoming, Chibougamau, Quebec, and central Nunavut. Globally, they occur in the Griquatown Basin of South Africa, as well as India and Australia. The tectonic setting was one of a rifting continental margin. New continental crust would have resulted in chemical weathering. This weathering would pull CO2 out of the atmosphere, cooling the planet through the reduction in greenhouse effect. Popular perception is that one or more of the glaciations may have been snowball Earth events, when all or most of Earth's surface was covered in ice. However the palaeomagnetic evidence that suggests ice sheets were present at low latitudes is contested, and the glacial sediments (diamictites) are discontinuous, alternating with carbonate and other sedimentary rocks, indicating temperate climates, providing scant evidence for global glaciation.
Салдары
Хурондық мұз дәуірінен бұрын көптеген организмдер анаэробты болды, биологиялық энергия мен биоқосылыстарды өндіру үшін химиосинтез бен торлыққа негізделген оттегісіз фотосинтезге тәуелді. Бірақ осы шамада цианобактериялар порфиринге негізделген оттегілік фотосинтезді дамытты, ол қалдық өнім ретінде диоксигенді өндірді. Алғашқыда, осы оттегінің көп бөлігі мұхитта еріді, кейіннен жер бетіндегі темір қосылыстары, атмосфералық метан және күкіртсутек арқылы сіңірілді. Алайда, цианобактериялық фотосинтез жалғасқан сайын, жинақталған оттегі Жер бетінің тотығу резервуарын толыға түсіп, атмосфераны "ластаған" еркін оттегі ретінде шықты, бұл атмосфералық химияның тұрақты өзгерісіне, яғни Ұлы Оттегілену Оқиғасына әкелді. Бұрынғы тотығу атмосферасы, енді тотықтырғыш атмосфера, анаэробты биосфера үшін өте реактивті және улы болды. Сонымен қатар, атмосфералық метан оттегімен тотығып, іздік газ деңгейіне дейін азайды және көмірқышқыл газы және су буы сияқты әлдеқайда әлсіз жылу эффектісі бар газдармен алмастырылды, соңғысы төмен температурада ауадан оңай шөгінді. Жер бетінің температурасы айтарлықтай төмендеді, бір жағынан жылу эффектісінің әлсіреуіне байланысты, екінші жағынан күннің жарқырауы және/немесе геотермальдық белсенділік сол кезде төмен болғандықтан, мұзды Жер пайда болды. Тотығу мен климаттың өзгеруінің бірлескен әсері анаэробты биосфераны (сол кезде археялық микробиалды қабаттар басым болған) қиратқаннан кейін, оттегімен тыныс алатын аэробты организмдер тез көбейіп, анаэробтар бос қалдырған экологиялық орындарды пайдалана алды. Аэробтардың қалған колониялары аэробтар арасында симбиоздық өмір сүруге бейімделуге мәжбүр болды, анаэробтар аэробтарға қажетті органикалық материалдарды ұсынып, ал аэробтар анаэробтар үшін қауіпті оттегі молекулаларын тұтынып, "детоксикациялады". Бұл кейбір анаэробты археялардың цитоплазмалық нуклеин қышқылдарын қорғайтын және қорғайтын эндомембраналарға жасушалық мембраналарын енгізуін бастауына себеп болуы мүмкін, бұл аэробты эубактериялармен эндосимбиозға жол ашты (кейіннен АТФ өндіретін митохондрияға айналды), ал бұл симбиогенез протерозой кезеңінде эукариотты организмдердің эволюциясына үлес қосты.
Before the Huronian Ice Age, most organisms were anaerobic, relying on chemosynthesis and retinal based anoxygenic photosynthesis for production of biological energy and biocompounds. But around this time, cyanobacteria evolved porphyrin based oxygenic photosynthesis, which produced dioxygen as a waste product. At first, most of this oxygen was dissolved in the ocean and afterwards absorbed through the reduction by surface ferrous compounds, atmospheric methane and hydrogen sulfide. However, as the cyanobacterial photosynthesis continued, the cumulative oxygen oversaturated the reductive reservoir of the Earth's surface and spilt out as free oxygen that "polluted" the atmosphere, leading to a permanent change to the atmospheric chemistry known as the Great Oxygenation Event. The once reducing atmosphere, now an oxidizing one, was highly reactive and toxic to the anaerobic biosphere. Further more, atmospheric methane was depleted by oxygen and reduced to trace gas levels, and replaced by much less powerful greenhouse gases such as carbon dioxide and water vapor, the latter of which was also readily precipitated out of the air at low temperatures. Earth's surface temperature dropped significantly, partly because of the reduced greenhouse effect and partly because solar luminosity and/or geothermal activities were also lower at that time, leading to an icehouse Earth. After the combined impact of oxidization and climate change devastated the anaerobic biosphere (then likely dominated by archaeal microbial mats), aerobic organisms capable of oxygen respiration were able to proliferate rapidly and exploit the ecological niches vacated by anaerobes in most environments. The surviving anaerobe colonies were forced to adapt a symbiotic living among aerobes, with the anaerobes contributing the organic materials that aerobes needed, and the aerobes consuming and "detoxing" the surrounding of oxygen molecules lethal to the anaerobes. This might have also caused some anaerobic archaea to begin invaginating their cell membranes into endomembranes in order to shield and protect the cytoplasmic nucleic acids, allowing endosymbiosis with aerobic eubacteria (which eventually became ATP producing mitochondria), and this symbiogenesis contributed to the evolution of eukaryotic organisms during the Proterozoic.