原生代について

地球史の原生代について勉強しました。

原生代とはどのような時代か?
25億年前から約6億年前まで

・全球凍結 (23億年前&6~7億年前)
・真核生物出現 (21億年前)
・4重極磁場の出現
・陸地面積増大
・海水の逆流
・スターバースト

~ 原生代の大陸成長 ~
→ 大陸面積が15%から80%へ増加

萌芽的小大陸から19億年前にヌナと呼ばれる超大陸ができた
原生代末期にはロディニアと呼ばれる超大陸が出現 → 割れはじめる

~ 2回の全球凍結と生命進化 ~

全球凍結
→ 地球全体が凍ること

原生代の9割は地球は温暖な気候であったが23億年前と6~7億年前の2回、全球凍結が起こっている。

なぜわかったのか?
→ かつて赤道地域にあったことを示す堆積物に氷河性堆積部(ドロップストーン)が存在していたから。マリアノン氷河性堆積物が世界各地で見つかっている。

2回目の全球凍結から2億年後にカンブリア紀の爆発と呼ばれる生命進化の特異点
→ 全球凍結と関連があるのか?

~ 酸素濃度の変化 ~

原生代前の酸素濃度 → 現在の 1/1000以下

25億年前に急激に酸素濃度が増加しその後 大きく変動

原生代半ばに再び低下

原生代終わりには急激に酸素濃度が増加

現在の酸素濃度(大気の20%)まで上昇

・酸素濃度増加の原因
a. 陸地面積が増大し浅い海のストロマトライトが増えたから
b. 堆積物が有機物を埋没させるたことも要因のひとつ

酸素は嫌気性の原始生命にとっては環境破壊物質であるが、酸素を代謝に使う好気性の生命にとっては重要な物質である。

~ 原生代の生命進化 ~
原生代の間に生命は体を2回 大きくした

1回目の巨大化
→ 原核生物から真核生物への進化

2回目の巨大化
→ 真核生物から後生動物や植物への進化

~ スターバーストと自然原子炉 ~

23億年前に地球史上最大のスターバースト(近傍超新星爆発)

凄まじい外力(スターバースト)によって地球を守る太陽のバリア(ヘリオスフェア)が縮退。どれくらい縮退したのかというと100天文単位から1天文単位まで縮退した。なんてこった

地球は大量の銀河宇宙線にさらされる

高エネルギー宇宙線が大気に入射すると雲形成が促進

気温が下がって全球凍結

光合成が激しく低下し、酸素濃度が急減

表層の生態系が崩壊、酸素が少なくても生きられる嫌気的微生物生態系が活動域を増やす

スターバーストの時代が終わり、全球凍結解除(21億年前)になると表層環境は再び回復

新たな生態系の再構築

新たな生態系の進化の加速

・大陸分裂によって放出される放射性元素を大量に含むマグマ(HiRマグマ)と関連がある。

・環境放射線が異常に高い状態においては遺伝子変異率が増加することに起因
→ 強い放射線で生命のゲノムが傷つく

遺伝子を修復できなかった場合
→ 死滅・絶滅

遺伝子を修復できた場合
→ 生き延びる

生命の進化
→ 絶滅と遺伝子変異による新種誕生

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