Kalandozás bolygónk múltjában - 1. rész: földtörténeti ős- és előidő, a prekambrium

2008.07.06. 8:39

A földtörténeti ősidő és előidő közel 4 milliárd évet ölel fel, s ezzel a leghosszabb fejezet a Föld történetében. Az összevontan prekambriumnak nevezett időszak 4,6 milliárd évvel ezelőtt, a Föld kialakulásával kezdődött. Földtörténeti sorozatunk első részében bemutatjuk a prekambrium legfontosabb eseményeit: az ősi földkéreg és a kontinensek, illetve az őslégkör és az ősóceán létrejöttét. Megismerhetik a legfontosabb kőzeteket és az ősi élővilágot is. 

A Föld éve alkalmából új sorozatot indít a Magyar Természettudományi Múzeum Őslénytára és az [origo]. Bemutatjuk bolygónk múltjának legfontosabb geológia és éghajlati eseményeit, a kontinensek vándorlásától a jégkorszakokig. A "fő fogást" azonban az egykori élőlények jelentik: felfedjük a legjelentősebb ősmaradványokat és a leghíresebb lelőhelyeket.

A prekambrium: a földtörténet kevéssé ismert 80%-a

A csillagászati és a geológiai adatok alapján bolygónk története körülbelül 4,6 milliárd évet ölel fel. A legidősebb ismert földi kőzet azonban csak 3,9 milliárd éves, így az első 700 millió évről nem rendelkezünk ilyen jellegű bizonyítékokkal. Az ásványok szempontjából már jobb a helyzet: néhány nyugat-ausztráliai cirkonkristályon 4,4 milliárd éves kort mértek, ami arra utal, hogy a stabil földkéreg viszonylag korán megjelenhetett a bolygó kialakulása után. Sorozatunk első részében bemutatjuk a földtörténet legkorábbi nagy szakasza, a prekambrium legfontosabb eseményeit, kőzeteit és éghajlatát. Ez a hosszú időszak a későbbiekhez viszonyítva kevésbé látványos, ám alapvető fontosságú mind a bolygó, mind az élővilág kezdeti fejlődése szempontjából.

A prekambrium bolygónk történetének körülbelül 80%-át fedi le. A legidősebb ismert kőzetek kialakulásától a szilárd vázú tengeri gerinctelenek megjelenéséig tart (3,9 milliárd évvel ezelőttől 542 millió évvel ezelőttig). Elnevezése arra utal, hogy a korai elképzelések szerint az első élőlények a kambrium időszakban jelentek meg, és az összes korábbi geológiai képződményt a prekambriumba (a "kambrium előtti" időszakba) sorolták. Később kiderült, hogy már 3,5 milliárd évvel ezelőtt is éltek egyszerű szerveződési szintű élőlények, de az eredeti felosztás és elnevezés máig megmaradt.

A prekambriumot két további szakaszra osztják (archaikum és proterozoikum), a kettő közötti határt 2,5 milliárd évvel ezelőtt húzzák meg. Könnyen azonosítható, gyakori ősmaradványok hiányában ennél finomabb beosztást nehezen lehet megvalósítani. A legjelentősebb geológiai különbség a két korszak között, hogy az archaikumban a földkéreg még aktívan növekedett, és a kis proto-kontinensek csak körülbelül 3 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg. A proterozoikumban viszont már jelen voltak a későbbi földrészek magjait alkotó kontinentális tömbök, más néven ősmasszívumok (a mai Skandinávia, Szibéria, Kína, Kanada, India, Ausztrália és Dél-Afrika területén).

A Föld kialakulása

A Naprendszer kialakulása során a Föld kőzet- és jégdarabok, valamint gázok egyesüléséből jött létre 4,6 milliárd évvel ezelőtt. Ez hatalmas energiát szabadított fel, ami a becslések szerint mintegy 5000 Celsius-fokra melegítette fel a bolygó felszínét. Ez a forró időszak körülbelül 100 millió évig tartott, ezalatt kialakult a Föld belső szerkezete. A nehezebb vas- és nikkelásványok a mélybe süllyedve létrehozták a nagy sűrűségű földmagot. A kisebb sűrűségű és emiatt könnyebb ásványok a felszínre törve kialakították a földkérget. A földmag és a földkéreg között jött létre a forró kőzetanyagból álló földköpeny. A bolygó belsejébe zárt hő a mai napig számos vulkánt lát el energiával.

Jellegzetes kőzetek

A prekambriumi kőzetek tanulmányozása nem egyszerű feladat, mivel jelentős részüket elpusztította az erózió, vagy mélyen betemetődve fekszenek a fiatalabb képződmények alatt, a felszínen lévők jelentős része pedig erősen átalakult (metamorfizálódott). Az archaikumi kőzetek egyik legfontosabb előfordulása a felső-földkéregben képződött, majd később a felszínre került zöldkő-gránit-övekben található. A legtöbb kontinensen előforduló kőzetcsoport képződési ideje 2,7-2,6 milliárd évvel ezelőtt történt. Ezek a területek szerte a világon nagyon sok fontos nyersanyagot biztosítanak a bányászatnak. Az archaikumi kéreg mélyebb szintjeiben képződtek a magas fokú metamorfózist szenvedett granulit-gneisz-övek (8-900 Celsius-fokon, 20-30 kilométeres mélységben).

Forrás: University of California

Prekambriumi granulit vékonycsiszolati képe (University of California)

A szárazföldek születése

Az első vulkáni hasadékvölgyek (riftek), az első bázisos (szilícium-dioxidban szegény) magmabenyomulások (telérek) és az első nagy üledékes medencék a késő-archaikumban azt jelzik, hogy a kontinentális kéreg ekkorra már megfelelő stabilitással és merevséggel rendelkezett. Az archaikumi kéreg kifejlődését követően kialakult speciális képződmények közé tartozik a legöregebb kontinentális árok, a 2,95 milliárd éves Pongola-rift Dél-Afrika határán. Szintén Dél-Afrikában található a 2,8 milliárd éves Witwatersrand-medence, amelynek 11 kilométer vastag rétegsorában lávák és üledékes kőzetek váltják egymást. A konglomerátum-rétegekben előforduló gazdag törmelékes arany- és uránlerakódások a környező zöldkő-gránit-övekből erodálódtak. A 480 kilométer hosszú és 8 kilométer széles Nagy-telér a Zimbabwei-kratonon húzódik keresztül.

Forrás: NASA

A Nagy Telér Zimbabwe űrfelvételén (NASA)

A magmával kitöltődött hasadékban rétegzett ultrabázisos (szilícium-dioxidban igen szegény) kőzetek találhatók.

Az első ismert szuperkontinens

A proterozoikumban képződött üledékes, magmás és metamorf kőzetek az egész világon előfordulnak. Az archaikumi kéregnövekedés után a kontinentális töredékek egyetlen hatalmas szuperkontinensbe tömörültek mintegy 1 milliárd évvel ezelőtt (Rodinia), amely 600 millió évvel ezelőtt kezdett feldarabolódott.

Forrás: North Arizona University

Prekambriumi ősföldrajzi térkép, 600 millió évvel ezelőtt (Prof. Ron Blakey, North Arizona University)

Forrás: Baragar és társai, 1996 nyomán, J. PetrolEközben sok kontinentális szegély (self) alakult ki, ahol változatos üledékes kőzetek rakódtak le. Gyakoriak a párhuzamos törésekhez kapcsolódó bázisos telérek; egy-egy telérrajban akár ezer telér is lehet. A kanadai Mackenzie-raj például eléri az 500 kilométer szélességet és a 3000 kilométer hosszúságot. A kontinentális selfeken 10 kilométer vastag üledékes sorozatok (kvarcit, dolomit, pala, sávos vasérc) találhatók. A tektonikai aktivitás fontos bizonyítékai a több helyen is előforduló hegységképződési (orogén) övek, például a Kanadai-pajzs északnyugati részén, a Balti-pajzson, Kanada északkeleti részén, Kelet-Afrikában.

MacKenzie telér-raj, Kanada (Baragar és társai, 1996 nyomán, J. Petrol.)

Előző
Következő

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK