Ранний архей – рифей

Тектоника. На протяжении архея структурно разделилась литосфера – обособились участки с земной корой океанического и континентального типа. В начале архея активно протекали интрузивный магматизм и трещинный вулканизм, начались процессы метаморфизма. Метаморфизму подвергались как вулканогенные образования основного и ультраосновного состава, так и обломочные осадки, накопившиеся в неглубоких бассейнах. В результате возникли два комплекса древнейших горных пород Земли: кристаллических сланцев зеленокаменных поясов, а также гранитов и гранито-гнейсов. Породы этих комплексов вскрыты в Канадском, Балтийском и других кристаллических щитах. Первые в истории Земли граниты образовали гранитоидные купола – овальные структуры диаметром до 100 км (эти купола позднее стали ядрами древних платформ). Поверхность куполов являла собой небольшие и низкие участки суши, разделенные океанами – мелководными бассейнами с пологими бортами. В раннем архее на периферии гранитоидных куполов начались процессы складкообразования, сопровождавшиеся региональным метаморфизмом. Возникавшие горно-складчатые сооружения соединяли купола, формируя все более крупные массивы коры материкового типа. В результате к середине протерозоя закончилось формирование кристаллических фундаментов древних платформ – в течение архея и раннего протерозоя докембрийские платформы переживали доплатформенный и доплитный этапы развития. Примерно 2,9–2,7 млрд лет назад произошло первое покровное оледенение. О нем свидетельствуют тиллоиды (сходные с тиллитами породы), вскрытые в верхнеархейском комплексе Витватерсранд Южной Африки. В океанах распространились простейшие формы жизни, деятельность которых обусловила накопление осадочных пород органогенного типа.

Органический мир. Древнейшие свидетельства жизни – следы углерода, накопленного фотосинтезирующими бактериями. Углерод найден в морских отложениях формации Исуа (возраст 3,7 млрд лет) на западе Гренландии. В мелководных архейских морях возникли строматолиты – самые ранние карбонатные постройки органогенного происхождения, внешне напоминающие коралловые. Строматолиты – продукт деятельности одноклеточных безъядерных организмов (прокариот), представленных архебактериями и эубактериями, в том числе – сине-зелеными водорослями, распространившимися не менее чем 3,5 млрд лет назад. Изобилие бактерий 2,5 млрд лет назад привело к появлению свободного кислорода в атмосфере.

Современными свидетельствами возможности жизни при экстремальных условиях (высоких температурах или морозе, в растворах кислот или щелочей, в темноте и отсутствии кислорода) служит следующие факты. В гипертермальных водах (85 ºС) гейзеров Йеллоустонского парка обнаружены термофильные бактерии, питающиеся растворами солей; одноклеточные микроорганизмы представлены также в кипящих (около 100 ºС), насыщенных кислотами выбросах черных курильщиков дна океана.

Венд

Тектоника. Вся суша располагалась в Западном полушарии (на месте современного Тихого океана). Восточное полушарие занимал океан Панталасса (рис. 11).

Суша представлена тремя массивами. Из них своими размерами выделялись два главных: Северная Гондвана и Южная Гондвана. Северная Гондвана включала три платформы: Индостанскую, Австралийскую и Антарктическую. Южная Гондвана объединяла платформы Африканскую, Северо- Американскую, Южно-Американскую, Восточно- Китайскую и Южно-Китайскую. Отдельно от них на юге размещалась Сибирская платформа. Около 580 млн лет назад эти массивы сблизились, что привело к началу байкальской складчатости, и на несколько миллионов лет возник единый суперконтинент Паннотия (или Пангея-1). Во второй половине венда часть Паннотии оказалась в полярных широтах, и развилось покровное оледенение Южной Гондваны, о чем свидетельствуют тиллиты венда, найденные на территории Китая.

Рис. 11. Океаны и суша позднего протерозоя

Органический мир. В начале протерозоя в морской среде возниклиэукариоты– организмы с обособленным ядром и хромосомным аппаратом. В породах нижнего протерозоя возрастом 2 млрд лет в Южной Африке и Австралии обнаружены следы нефти, являющейся, возможно, наследием микрофлоры. Приблизительно такой же возраст установлен для окаменевших остатков многоклеточных водорослей, найденных в Северной Америке и Австралии. Примерно 1 млрд лет назад началось половое размножение организмов. Более 605 млн лет назад, на рубеже рифея и венда, произошел первый биологический взрыв – распространение получила эдиакарская фауна (вендобионты). Ее остатки найдены в слоях морских отложений, слагающих Эдиакарские холмы (близ гор Флиндерс в Южной Австралии) – здесь был обнаружен лагерштетт (захоронение отпечатков мягкотелых животных). Эдиакарская биота представлена древнейшими многоклеточными мягкотелыми (студенистыми, не имевшими твердых частей тела). Среди них известны крупные формы, достигавшие длины 1 м: диски перидонии и птеридинии (диаметром до 60 см); членистые отпечатки сприггины (существа, похожего на трилобита). Возможно, эдиакарские обитатели являлись не фауной и не флорой, а совершенно особой ветвью органического мира. Распространение вендобионтов совпало по времени с резким увеличением доли кислорода в атмосфере – от 0,2 % до 17 %. В конце венда произошло первое массовое вымирание – исчезли практически все многоклеточные животные. В течение протерозоя имели место четыре ледниковых этапа: 2,3; 0,9; 0,8 и 0,6 млрд. лет назад.

Полезные ископаемые докембрия. Докембрийский этап охватывает около 85 % времени развития земной коры, и характеризуется господством эндогенных полезных ископаемых. В породах архея и протерозоя заключено до 80 % мировых запасов железа, титана, никеля, золота, платиноидов и урана; практически все коренные месторождения строительного камня: гранита, лабрадорита, мрамора и кварцита; крупнейшие запасы слюд и графита; свыше 25 % запасов марганца, хрома, меди, свинца и цинка.