Paleoclimate
Ilmakehän ja valtameren kehitys
Precambrian ajanjakson aikana Maan ilmasto-olosuhteet muuttuivat huomattavasti. Tätä voidaan nähdä sedimenttirekisterissä, joka dokumentoi tuntuvia muutoksia ilmakehän ja valtamerten koostumuksessa ajan myötä.
Ilmakehän hapetus
Maapallolla oli varmasti pelkistävä ilmapiiri ennen 2,5 miljardia vuotta sitten. Auringon säteily tuotetaan orgaanisia yhdisteitä pelkistäviä kaasuja-metaani (CH 4) ja ammoniakkia (NH 3). Mineraalit uraniniitti (UO 2) ja pyriitti (FeS 2) tuhoutuvat helposti hapettavassa ilmakehässä; pelkistävän ilmakehän varmennuksen saavat näiden mineraalien hapettumattomat jyvät 3,0 miljardin vuoden ikäisissä sedimenteissä. Monien tyyppisten rihallisten mikrofossiilien esiintyminen Pilbara-alueen chertsissä, joille on päivätty 3,45 miljardia vuotta sitten, viittaa kuitenkin siihen, että fotosynteesi oli alkanut vapauttaa happea ilmakehään tuolloin. Fossiilisten molekyylien läsnäolo 2,5 miljardia vuotta vanhojen sinilevien (syanobakteerien) soluseinämissä osoittaa harvinaisten happea tuottavien organismien olemassaolon tuona ajanjaksona.
Arkeanisen eonin valtameret (4,0–2,5 miljardia vuotta sitten) sisälsivät paljon vulkaanista johdettua rautarautaa (Fe 2+), joka talletettiin hematiittina (Fe 2 O 3) BIF: iin. Happoa, joka yhdisti rautaraudan, toimitettiin sinilevämetabolian jätetuotteena. BIF: ien laskeutuessa merkittävästi 3,1 miljardista 2,5 miljardiin vuoteen - huipussaan noin 2,7 miljardia vuotta sitten - raivattiin rautametallien valtameret. Tämän ansiosta ilmakehän happitaso nousi huomattavasti. Eukaryoottien laajalle levinneeseen aikaan 1,8 miljardia vuotta sitten happipitoisuus oli noussut 10 prosenttiin nykyisestä ilmakehän tasosta (PAL). Nämä suhteellisen korkeat pitoisuudet olivat riittävät hapettumisen aiheuttamaan sääoloon, mikä käy ilmi hematiittirikkaisista fossiilisista maaperäistä (paleosoleista) ja punaisista kerroksista (hiekkakivet hematiitilla päällystetyillä kvartsijyväisillä pinnoilla). Toinen suuri huippu, joka nosti ilmakehän happitasot 50 prosenttiin PAL, saavutettiin 600 miljoonaa vuotta sitten. Sitä merkitsi eläinten elämän ensimmäinen esiintyminen (metatsoanit), jotka vaativat riittävää happea kollageenin tuottamiseksi ja sitä seuraavan luurankojen muodostumiseksi. Lisäksi stratosfäärissä Precambrian aikana vapaa happi alkoi muodostaa otsonikerrosta (O 3), joka toimii tällä hetkellä suojana suojana auringon ultraviolettisäteiltä.
Valtameren kehitys
Maan valtameret syntyivät aikaisemmin kuin vanhimmat sedimenttikivet. Isuassa 3,85 miljardia vuotta vanhat sedimentit Länsi-Grönlannissa sisältävät veteen talletettuja BIF-yhdisteitä. Nämä sedimentit, joihin sisältyy hiottuja detritaalisia zirkonirakeita, jotka osoittavat veden kulkeutumisen, on lomitettu basalttilavaaleilla, joissa on tyynyrakenteet, jotka muodostuvat, kun laavoja suulakepuristetaan veden alla. Nestemäisen veden stabiilisuus (ts. Sen jatkuva läsnäolo maan päällä) viittaa siihen, että meriveden pinnan lämpötilat olivat samanlaisia kuin nykyisissä.
Arkeanien ja proterotsooisten sedimenttikivien kemiallisen koostumuksen erot viittaavat kahteen erilaiseen mekanismiin meriveden koostumuksen hallitsemiseksi kahden prekambrian eonin välillä. Arkean aikana meriveden koostumukseen vaikutti ensisijaisesti veden pumppaus basaltisen valtamerenkuoren läpi, kuten nykyään tapahtuu valtameren leviämiskeskuksissa. Sitä vastoin Proterozoicin aikana hallitsevana tekijänä oli jokien purkaminen vakailta mantereiden marginaaleilta, jotka kehittyivät ensin 2,5 miljardin vuoden jälkeen. Nykyajan valtameret yllättävät suolapitoisuutensa tasapainolla mantereilta tulevan makean veden valumisen ja suolaveden mineraalien laskeutumisen välillä.
Ilmasto-olosuhteet
Precambrian aikana tärkeä ilmastoa säätelevä tekijä oli mantereiden tektoninen järjestely. Superkontinenttien muodostumisen aikoina (2,5 miljardia, 2,1 - 1,8 miljardia ja 1,0 - 900 miljoonaa vuotta sitten) tulivuorten kokonaismäärä oli rajoitettu; saarikaaria oli vähän (pitkät, kaarevat saariketjut, joihin liittyy voimakas vulkaaninen ja seisminen aktiviteetti), ja meressä leviävien harjanteiden kokonaispituus oli suhteellisen lyhyt. Tämä tulivuorien suhteellinen pula johti alhaisiin kasvihuonekaasujen hiilidioksidipäästöihin (CO 2). Tämä vaikutti alhaisiin pintalämpötiloihin ja laajoihin jäätiköihin. Sen sijaan aikoina Manner hajoamiseen, joka johti enimmäismäärät merenpohjan leviämisen ja subduction (2,3 ja 1,8 miljardia euroa, 1,7-1200000000, ja 800-500 miljoonaa vuosi sitten) oli korkeat hiilidioksidipäästöt 2 lukuisista tulivuorista valtamerellä ja saarikaarilla. Ilmakehän kasvihuoneilmiö parani, lämmittäen maan pintaa, ja jäätyminen puuttui. Viimeksi mainitut olosuhteet koskivat myös arkeanieonia ennen mantereiden muodostumista.
Lämpötila ja sateet
3,85 miljardia vuotta vanhojen meren sedimenttien ja tyynylavojen löytö Grönlannista osoittaa nestemäisen veden olemassaolon ja osoittaa, että pintalämpötila on yli 0 ° C (32 ° F) Precambrian ajan alkupuolella. 3,5 miljardia vuotta vanhojen stromatoliittien esiintyminen Australiassa viittaa pinnan lämpötilaan noin 7 ° C (45 ° F). Arkean äärimmäiset kasvihuoneolosuhteet, jotka johtuvat voimakkaasta vulkanismista johtuvista kohonneista ilmakehän hiilidioksiditasoista (laavan puhkeaminen vedenalaisista halkeamista), pitivät pintalämpötilat riittävän korkeina elämän kehittymiselle. Ne vastasivat vähentynyttä aurinkovalaisuutta (auringon kokonaisenergian määrää), joka vaihteli välillä 70 - 80 prosenttia nykyarvosta. Ilman näitä äärimmäisiä kasvihuoneolosuhteita nestemäistä vettä ei olisi esiintynyt maan pinnalla.
Sitä vastoin geologisesta selvityksestä on erittäin vaikea löytää suoria todisteita sateista. Jotkut rajalliset todisteet ovat toimittaneet hyvin säilyneitä sadekuoppia 1,8 miljardin vuoden ikäisissä kallioissa Grönlannin lounaisosassa.
