Основная статья: Земля (планета)
Эоны и эры
Фанерозой
Фанерозо́йский эон, фанерозо́й (др.-греч. фанерос «явный, открытый, видимый» и зой «жизнь») — четвёртый и нынешний геологический эон в истории Земли, начавшийся 538,8 ±0,6 миллионов лет назад, время повсеместного и ярко выраженного присутствия на планете развитой растительной и животной жизни.
560 миллионов лет эволюции за несколько секунд в видео ниже.
| Эон (эонотема) | Эра (эратема) | Период (система) | Эпоха (отдел) | Начало, лет назад (сентябрь 2010, датировки округлены) | Основные события | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Фанерозой | Кайнозой | Четвертичный период (антропогеновый) | Голоцен | 11,7 тыс. | Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций | |
| Плейстоцен | 2,588 млн | Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека | ||||
| Неогеновый | Плиоцен | 5,33 млн | ||||
| Миоцен | 23,0 млн | |||||
| Палеогеновый | Олигоцен | 33,9 ± 0,1 млн | Появление первых человекообразных обезьян. | |||
| Эоцен | 55,8 ± 0,2 млн | Появление первых «современных» млекопитающих. | ||||
| Палеоцен | 65,5 ± 0,3 млн | |||||
| Мезозой | Меловой | 145,5 ± 0,4 млн | Первые плацентарные млекопитающие. Вымирание динозавров. | |||
| Юрский | 199,6 ± 0,6 млн | Появление сумчатых млекопитающих и первых птиц. Расцвет динозавров. | ||||
| Триасовый | 251,0 ± 0,4 млн | Первые динозавры и яйцекладущие млекопитающие. | ||||
| Палеозой | Пермский | 299,0 ± 0,8 млн | Вымерло около 95% всех существовавших видов (Массовое пермское вымирание). | |||
| Каменноугольный | 359,2 ± 2,8 млн | Появление деревьев и пресмыкающихся. | ||||
| Девонский | 416,0 ± 2,5 млн | Появление земноводных и споровых растений. | ||||
| Силурийский | 443,7 ± 1,5 млн | Выход жизни на сушу: скорпионы; появление челюстноротых | ||||
| Ордовикский | 488,3 ± 1,7 млн | Ракоскорпионы, первые сосудистые растения. | ||||
| Кембрийский | 542,0 ± 1,0 млн | Появление большого количества новых групп организмов («Кембрийский взрыв»). | ||||
Палеоген
30 млн л.н.: Начало формирования Восточно-Африканского разлома
Основная статья: Восточно-Африканский разлом (рифтовая долина)
Отделение Африканской тектонической плиты от Аравийской является продолжением распада суперконтинента Гондвана и началось около 30 млн лет назад. Пространство рифта начала заполнять вода и образовалось Красное море.
35 млн л.н.: Появление гигантских ленивцев
40 млн л.н.: Размежевание Австралии и Антарктиды
40 миллионов лет назад (в эпоху кайнозоя) произошло размежевание Австралии и Антарктиды.
43 млн л.н.: Срединно-океанический хребет в Индийском океане прекращает расширяться. Индийская и Австралийская плиты соединяются в одну плиту
Индо-Австралийская плита образовалась в результате слияния тогда ещё Индийской и тогда ещё Австралийской плит примерно 43 миллиона лет назад. Слияние произошло, когда срединно-океанический хребет в Индийском океане, разделявший две плиты, прекратил расширяться.
64 млн л.н.: Столкновение Индийской и Евразийской плит начинает формировать Гималаи
Движение отколовшихся от Гондваны материков и столкновение их с частями Лавразии привело к активному горообразованию. Результатом давления Африки на Европу стали Альпы, а столкновение Индостана и Лавразии создало Гималаи.
Индийская плита и Лавразия начали объединение примерно 65-63 миллиона лет назад, когда края будущего полуострова Индостан начали погружаться под земную кору в центральной части текущего Тибета, заявляют китайские геологи в статье, опубликованной в журнале Science China: Earth Sciences в 2017 г[1].
"Столкновение Индии и Азии, кажется, было самым мощным и интересным геологическим событием за последние 500 миллионов лет. Существует множество следов этого процесса на дне океана, но то, как начался этот процесс и как возник Тибет, пока остается неизвестным для нас из-за большой сложности этого процесса", — рассказывал Дин Линь (Ding Lin) из Института изучения Тибета КАН в Пекине (Китай). Профессиональные дисплеи для медучреждений: как цифровые технологии улучшают качество обслуживания пациентов и работу медперсонала 
Вопрос когда именно Индостан столкнулся с Лавразией, вызывает жаркие споры среди ученых. Как рассказывает Линь, до недавнего времени большинство геологов считало, что это произошло около 55 миллионов лет назад, когда Индийская плита коснулась Лавразии у западных берегов нынешнего Пакистана. Подобные заявления вызывают острое неприятие у других ученых, которые считают, что Индия не могла двигаться так быстро, преодолев больше 2000 километров за всего 40 миллионов лет после отделения от Гондваны. Поэтому они считают, что столкновение произошло заметно позже, 35 миллионов лет назад.
Линь и его коллеги, в свою очередь, заявляют, что первое касание Индийской и Евразийской плит произошло еще раньше, чем у сторонников "пакистанской" гипотезы – 65 или 63 миллиона лет назад, причем оно случилось в районе центрального Тибета, а не у берегов Пакистана. Китайские геологи пришли к такому выводу, проанализировав данные по возрасту пород у "шва", соединяющего Индийскую плиту и Азию и проходящего по реке Ялуцангпо, истоку Брахмапутры.
Как отмечают ученые, "следы" магнитного поля Земли в древнейших породах этого шва указывают на то, что он сформировался не 55 миллионов лет назад, как его западная часть в Пакистане, а как минимум на 7-10 миллионов лет раньше, фактически еще до того, как вымерли динозавры. В это время Индостан и Евразия еще не представляли собой единый массив суши – даже после столкновения плит их разделяло почти 1,3 тысячи километров воды, покрывавшей подводную часть Индийской плиты. Ее погружение под Тибет, как считают ученые, не только послужило причиной рождения этого плоскогорья и Гималайских гор, но и вызвало мощные деформации и геологические потрясения на всей территории Евразии. Эти геологические изменения, в свою очередь, вызвали серьезные климатические перестройки в регионе, лишив будущий Тибет осадков и породив влажный муссонный климат с рекордным уровнем осадков в летний сезон, который характерен для Индии и Бангладеш сегодня.
Мел
66 млн л.н.: Чиксулубский метеорит, столкнувшийся с Землей в районе современного Мексиканского залива, уничтожает 60% биологических видов
На Земле произошло несколько массовых вымираний. Последнее из них случилось 66 миллионов лет назад на границе мелового и палеогенового периодов (граница K-Pg) и привело к потере примерно 60% видов планеты, включая нептичьих динозавров.
Считается, что массивный Чиксулубский метеорит, столкнувшийся с Землей в районе современного Мексиканского залива, сыграл ключевую роль в этом вымирании. Доказательствами этой теории служат высокие уровни элементов платиновой группы (PGE), таких как иридий, рутений, осмий, родий, платина и палладий в пограничных слоях K-Pg, которые редко встречаются на Земле, но часто — в метеоритах. Эти повышенные уровни PGE были обнаружены по всему миру, что говорит о том, что удар разнес обломки по всей планете.
Хотя некоторые ученые предполагают, что альтернативным источником PGE могла быть масштабная вулканическая активность из магматической провинции Деканских траппов, все же конкретные соотношения PGE на границе K-Pg больше соответствуют ударам астероидов, чем вулканической активности. Однако многое в природе Чиксулубского метеорита, в частности, его состав и внеземное происхождение, плохо изучено.
70 млн л.н.
На границе Гондваны и Лавразии сформировался Средиземноморский складчатый пояс
Около 70 млн. лет назад сформировался в современном виде Средиземноморский складчатый пояс. Он отделяет южную группу древних платформ, до середины Юрского периода составлявшую суперконтинент Гондвану, от северной группы, составлявшей ранее континент Лавразия и Сибирскую платформу.
В этот пояс входят южные районы Европы, Северо-Западная Африка, Альпы, Карпаты, Крым, Кавказ, Персидские горные системы, Копет-Даг, Памир, Гималаи, Тибет, Индокитай и Индонезийские острова.
Между Индостаном и Мадагаскаром образовалось океаническое дно
Индия начинает стремительно (по геологическим представлениям) двигаться на север — 20 см в год, тогда как обычная скорость движения плит в среднем составляет 1-2 см в год.
Кетцалькоатли в Северной Америке
Кетцалькоа́тль (лат. Quetzalcoatlus) — один из крупнейших известных представителей отряда птерозавров. Единственный вид — Quetzalcoatlus northropi. Размах крыльев 10-11 метров.
Обнаружен в позднемеловых отложениях Северной Америки (время обитания — примерно 70 миллионов лет назад).
90 млн л.н.: Разделение Индостана и Мадагаскара
90 миллионов лет назад произошло разделение Индостана и Мадагаскара.
94 млн л.н.
100 млн л.н.: Южная Америка отделилась от Африки. Появление Атлантического океана
100 миллионов лет назад Южная Америка отделилась от Африки, в зазоре между которыми стал формироваться Атлантический океан.
125 млн л.н.: Восточная Гондвана раскололась на «Индигаскар» и Австрало-Антарктиду. Появление Индийского океана
125 млн лет назад Восточная Гондвана раскололась на «Индигаскар» и Австрало-Антарктиду, между которыми стал формироваться Индийский океан.
137 млн л.н.
Юра
152 млн л.н.
175 млн л.н.: Образование Большекавказского бассейна
Основная статья: Главный Кавказский хребет
Раскол Южной Америки и Африки (с Аравией) привел к нарастанию океанической литосферы между ними и, что очень важно для Кавказа, к сокращению расстояния между Африкой и Евразией. Океан Тетис начал уменьшаться в размерах.
Там, где усиленно поддвигалась под край Скифской плиты океаническая кора океана Тетис, произошло ослабление этого края. Это является следствием того, что океаническая плита, уходя вниз, плавится, а избыток расплавленного вещества пытается прорваться вверх.
На ослабленном крае плиты стал происходить рифтинг - образование рифтов с раздвижением расколотых обломков прежнего основания. Новая кора расширялась в сторону океана. Кора была в целом континентальной, гранитной, но прорванной излияниями базальтов. Так (в конце нижней и начале средней юры, что-то около 175 млн. л.н.) образовался так называемый Большекавказский бассейн. Он представлял собой краевое море. От основного океана Тетис он был отделен островной вулканической дугой, существование которой тоже объясняется ослаблением литосферы в зоне субдукции, поддвига, и прорывом магмы к поверхности с образованием вулканов. Большекавказский бассейн был вытянут на 1700-1800 км в длину и на 300 км в ширину.
179 млн л.н.
183 млн л.н.: Начало распада Гондваны в южном полушарии
183 миллионов лет назад (мезозой) Гондвана начала распадаться на две части:
- западную (Африку, Аравию и Южную Америку) и
- восточную (Австралию, Антарктиду, Мадагаскар и Индостан), границей которых через 25 млн лет стал Мозамбикский пролив.
200 млн л.н.: Начало раскрытия Атлантического океана
Раскрытие Атлантического океана началось в ранней юре (около 200 млн. лет назад).
Триас
225 млн л.н.: Распад Пангеи. Лавразия распалась на Евразию и Северную Америку
Как известно геологам, суперконтиненты - образования неустойчивые. Сразу после образования суперконтинент испытывает тенденцию к распаду. Причиной тому - те же мантийные потоки, что скучивали континенты, сталкивали их. Вслед за образованием суперконтинента литосфера, уходящая под него со всех сторон в зонах субдукции, накапливается под ним, а затем всплывает, раскалывая суперконтинент.
Триасовый период (250 - 200 млн. л.н., это первый период мезозойской эры) был как раз временем начала раскола Пангеи. Блоки литосферных плит, составлявших Пангею, начали отходить друг от друга. Африка и Евразия начали отдаляться друг от друга. Началось дробление континентальной перемычки между Европой, Африкой и Америкой.
При раздвигании континентальных блоков друг от друга происходит наращивание расположенной между этими блоками океанической коры (собственно, в этом и заключается раздвигание). Наращивание происходит при образовании новой коры в срединно-океанических хребтах.
Расколы, наступившие около 230 млн. лет назад (между палеозоем и мезозоем), образовали новые материки. Так, Лавразия распалась на Евразию и Северную Америку.
230 млн л.н.: Появление первых динозавров
Примерно 230 млн лет назад на Пангее появились первые динозавры, среди которых были тероподы. Эти, в основном, хищные динозавры обладали полыми костями и перьями, схожими с теми, что есть у современных птиц.
232 млн л.н.
233 млн л.н.: Появление динозавров
Основная статья: Динозавры
Динозавры возникли в триасовом периоде, между 243 млн и 233,23 млн лет назад.
250 млн л.н.: Материк Сибирь соединяется с Пангеей завершая формирование суперконтинента
Около 250 млн л.н. материк Сибирь соединяется с Пангеей, завершая формирование суперматерика.
251 млн л.н.
252 млн л.н.: Крупнейшее в истории Пермско-Триасовое вымирание. Погибли 96% морских видов и около 70% наземных
Период существования Пангеи совпал с крупнейшим массовым вымиранием в истории — Пермско-Триасовым. Это событие, известное как «Великое вымирание», произошло около 252 млн лет назад, уничтожив 96% морских видов и около 70% наземных.
275 млн л.н.
На просторах Пангеи процветали различные виды животных. В пермский период активно развивались насекомые, такие как жуки и стрекозы, а также предки млекопитающих — синапсиды.
306 млн л.н.: Океан Палео-Тетис
310 млн л.н.: Соединение материков Лавразия и Гондвана формирует материк Пангею
Около 310 млн лет назад соединение материков Лавразия в Гондвана формирует материк Пангею.
Пангея имела уникальные климатические условия. Внутренние области континента были крайне засушливыми из-за горных цепей, препятствующих поступлению влаги. Однако угольные отложения в США и Европе указывают, что экваториальные регионы Пангеи были тропическими лесами, напоминающими современную Амазонию. Угольные месторождения, по сути, говорят о том, что на суше было много жизни.
Модели климата подтверждают, что в центральных районах Пангеи преобладала засуха с редкими влажными периодами, иногда сопровождающимися наводнениями. Условия напоминали современную Намибию или бассейн озера Эйр в Австралии.
Климат также влиял на распределение животных. В позднем триасе родственники рептилий — проколофониды — обитали в умеренных регионах, где дожди шли раз в год, а синапсиды (предки млекопитающих) жили в тропиках с сезонными муссонными дождями. Ограничение движения синапсидов связано с их потребностью в водообеспеченных территориях. В засушливых зонах рептилии имели конкурентное преимущество благодаря особенностям обмена веществ.
374 и 359 млн млн л.н.: Два этапа девонского вымирания, гибель 50% родов от радиации
Около 374 и 359 млн лет назад за два этапа произошло так называемое девонское вымирание — массовое вымирание флоры и фауны на Земле. Оно произошло в конце девона, одного из периодов палеозойской эры. С лица Земли исчезло около половины всех существовавших родов. Например, из бесчелюстных до наших дней дожили только миноги и моллюски.
Гипотеза об истощении озонового слоя Земли от взрывов звезд
Обычно считается, что такие глобальные вымирания вызваны исключительно земными причинами: например, извержением вулкана или столкновением с астероидом. Но в 2020 году ученые считают, что виновников девонского вымирания нужно искать не на Земле, и даже не в Солнечной системе. Брайан Филдс, астрофизик из Иллинойсского университета, вместе с коллегами провел исследование, которое предполагает, что виновата в этом взорвавшаяся звезда[2].
В своей работе исследователи решили рассмотреть резкое снижение уровня озона, совпадающее по времени с девонским вымиранием, как следствие астрофизических явлений, а не извержения вулкана или эпизода глобального потепления. Например, радиационные эффекты от взрыва сверхновой звезды или даже нескольких звезд, которые находились на удалении примерно в 65 световых лет от Земли, вполне могли оказаться причиной истощения озонового слоя и, в конечном итоге, привести к катастрофе. А такие явления, как удары метеоритов, солнечные извержения и гамма-всплески — краткосрочные события и вряд ли способны вызвать длительное разрушение озонового слоя, из-за которого и произошло вымирание.
Сверхновые звезды являются источником ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучения. После взрыва осколки сталкиваются с окружающим газом, что вызывает ускорение фотонов. Таким образом, сверхновые звезды после взрыва генерируют ускоренное космическое излучение, которое некоторое время удерживается магнитным полем внутри остатков звезды. Но оно способно достигать Земли и разрушать ее озоновый слой, вызывая радиационные повреждения различных форм жизни на протяжении примерно 100 тыс. лет.
Найденные окаменелости, например, деформированные споры древних растений, указывают на сокращение биоразнообразия в девонском периоде, которое продолжалось около 300 тыс. лет и привело к глобальному вымиранию. Такая продолжительность предполагает возможность множественных взрывов сверхновых звезд, тем более что гигантские звезды обычно образуются в скоплениях с другими гигантами.
Авторы исследования считают, что ключом к доказательству взрыва сверхновой послужат радиоактивные изотопы плутония-244 и самария-146 (Pu-244 и Sm-146) в породах и окаменелостях, сформировавшихся во время девонского вымирания. Они вообще не встречаются на Земле и могли попасть сюда исключительно через космические взрывы. Теперь исследователям предстоит найти эти изотопы в окаменелых породах, образовавшихся на стыке девона и карбона.
Также в своей работе ученые предполагают, что в будущем взрывающиеся звезды могут быть опасны для жизни на Земле за счет возможной комбинации как мгновенных, так и отложенных эффектов.
380 млн л.н: Самое старое из обнаруженных сердце в мире
В середине сентября 2022 года ученые из Университета Кертина обнаружили в Западной Австралии прекрасно сохранившееся сердце древней рыбы вместе с окаменелыми желудком, а также кишечником и печенью. Сердцу 380 млн лет и это рекорд, а сама находка поможет в изучении эволюции челюстных позвоночных. Ученые отметили, что мягкие ткани древних видов редко сохраняются.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science, расположение органов в теле артродиров, вымершего класса панцирных рыб, процветавших в девонский период с 419,2 млн лет назад до 358,9 млн лет назад, сходно с анатомией современных акул, что дает новые эволюционные подсказки.
Исключительным в находке рыб является то, что их мягкие ткани сохранились в трех измерениях. В большинстве случаев мягкие ткани сохраняются в расплющенных окаменелостях, где мягкая анатомия представляет собой не более чем пятно на камне.
Исследователи использовали нейтронные пучки и синхротронное рентгеновское излучение для сканирования образцов, все еще находящихся в известняковых конкрециях, и построили трехмерные изображения мягких тканей внутри них на основе различной плотности минералов, отложенных бактериями и окружающей горной породой.
 | Как палеонтолог, изучающий окаменелости более 20 лет, я была действительно поражена, обнаружив трехмерное и прекрасно сохранившееся сердце у 380 млн предка! Впервые мы можем увидеть все органы вместе у примитивной челюстной рыбы, и мы были особенно удивлены, узнав, что они не так уж сильно отличаются от нас, - сказала ведущий исследователь и профессор палеонтологии Университета в Австралии Кейт Тринайстик (Kate Trinajstic). |  |
Полученные результаты впервые демонстрируют 3D-модель сложного S-образного сердца артродира, состоящего из двух камер, причем меньшая камера расположена сверху. Эти особенности считаются передовыми для столь ранних позвоночных, предлагая уникальное окно в то, как область головы и шеи начала изменяться для размещения челюстей, что является критическим этапом в эволюции человеческого тела.
Печень была большой и позволяла рыбам сохранять плавучесть, как у современных акул. Однако ученые указывает на одно критическое отличие. У некоторых современных костных рыб, таких как лунгфиш и бересклет, есть легкие, которые развились из плавательных пузырей, но исследователи не нашли никаких доказательств наличия легких у вымерших панцирных рыб. Это позволяет предположить, что современные легкие развились независимо у костистых рыб в более позднее время.[3]
390 млн л.н.: Три плиты - Лаврентия, Балтика и Сибирия - соединяются в большой континент - Лавразию
Около 390 млн лет назад три плиты - Лаврентия, Балтика и Сибирия - последовательно сталкивались между собой, соединившись в большой континент - Лавразию.
420 млн л.н.
425 млн л.н.
500 млн л.н.: У первых существ появился ствол мозга
500 000 000 - лет назад у первых существ на Земле появился ствол мозга - он представляет собой то же, что и мозг современных рептилий.
Докембрий
| Эон (эонотема) | Эра (эратема) | Период (система) | Эпоха (отдел) | Начало, лет назад (сентябрь 2010, датировки округлены) | Основные события | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Докембрий | Протерозой | Неопротерозой | Эдиакарий | ~635 млн | Первые многоклеточные животные. | |
| Криогений | 720 млн | Вендское оледенение - одно из самых масштабных оледенений Земли | ||||
| Тоний | 1,0 млрд | Начало распада суперконтинента Родиния | ||||
| Мезопротерозой | Стений | 1,2 млрд | Суперконтинент Родиния, суперокеан Мировия | |||
| Эктазий | 1,4 млрд | Первые многоклеточные растения (красные водоросли) | ||||
| Калимий | 1,6 млрд | |||||
| Палеопротерозой | Статерий | 1,8 млрд | ||||
| Орозирий | 2,05 млрд | |||||
| Риасий | 2,3 млрд | |||||
| Сидерий | 2,4 млрд | Пригодной для аэробной жизни Земля стала примерно 2,4 миллиарда лет назад, когда фотосинтезирующие микробы, а затем и растения начали производить кислород в больших количествах. | ||||
| Архей | Неоархей | 2,8 млрд | ||||
| Мезоархей | 3,2 млрд | |||||
| Палеоархей | 3,6 млрд | |||||
| Эоархей | 4 млрд | Появление примитивных одноклеточных организмов | ||||
| Катархей | ~4,6 млрд | ~4,6 млрд лет назад — формирование Земли. | ||||
632 млн л.н.: Метан из вулканов, вечной мерзлоты и от микробов приводит к окончанию оледенения и стоку ценных элементов в океан, что поддерживает усложнение форм жизни
Уровень углекислого газа, необходимый для оттаивания Земли, в 350 раз должен был превышать современный и составлять около 13% атмосферы. Поскольку Земля была почти полностью покрыта льдом, углекислый газ не мог удаляться из атмосферы за счёт высвобождения ионов щелочных металлов в результате выветривания кремнистых пород. В течение от 4 до 30 миллионов лет достаточное количество CO2 и метана, в основном выделяемых вулканами, но также производимых микробами, преобразующими органический углерод, находящийся подо льдом, в газ, накапливалось бы в достаточном количестве, чтобы в конце концов вызвать парниковый эффект, достаточный для того, чтобы поверхностный лёд в тропиках растаял, и образовалась полоса постоянно свободной ото льда суши и воды; она была бы темнее льда и, следовательно, поглощала бы больше солнечной энергии, запуская «положительную обратную связь».
Было обнаружено, что изотопные данные по стронцию противоречат предложенным моделям «Земли-снежка», в которых силикатное выветривание прекращалось во время оледенения и ускорялось сразу после него. Поэтому было высказано предположение, что источником большого количества углерода, зафиксированного сразу после оледенения, был метан, высвободившийся из вечной мерзлоты во время морской трансгрессии.
На континентах таяние ледников привело к высвобождению огромного количества ледниковых отложений, в том числе продуктов вулканизма, которые подвергались эрозии и выветриванию. Образовавшиеся в результате отложения, попавшие в океан, содержали много питательных веществ, таких как фосфор, что в сочетании с избытком CO2 привело к взрывному росту популяции цианобактерий, что вызвало относительно быстрое насыщение атмосферы кислородом и, возможно, способствовало расцвету эдиакарской биоты и последующему кембрийскому взрыву — более высокая концентрация кислорода позволила развиться крупным многоклеточным формам жизни.
Хотя положительная обратная связь привела к таянию льдов в геологически короткие сроки, возможно, менее чем за 1000 лет, восполнение запасов кислорода в атмосфере и снижение уровня CO2 заняло ещё несколько тысячелетий.
Возможно, уровень углекислого газа снизился настолько, что Земля снова замёрзла. Этот цикл мог повторяться до тех пор, пока континенты не переместились в более полярные широты.
717 млн л.н.: Стертское и Мариноанское оледенения - Земля-снежок
По состоянию на январь 2023 считается, что Стертское оледенение длилось примерно с 717 млн лет назад до 660 млн лет назад, то есть примерно 57 миллионов лет.
Мариноанское оледенение произошло не ранее 654,5 млн лет назад и закончилось примерно 632,3 ± 5,9 млн лет назад в криогенийский период.
Начало «Земли-снежка» могло быть вызвано многими возможными причинами, такими как
- снижение концентрации парниковых газов в атмосфере, в том числе метана и/или углекислого газа,
- извержение супервулкана,
- изменения в выработке солнечной энергии или
- возмущения орбиты Земли.
Тропическое расположение континентов отражало больше солнечного света, приводило к увеличению осадков и сокращению парниковых газов
Тропическое расположение континентов, возможно, вопреки здравому смыслу, необходимо для того, чтобы Земля превратилась в «снежный шар». Тропические континенты отражают больше солнечного тепла, чем открытый океан, и поэтому поглощают меньше солнечной энергии: большая часть солнечной энергии, поглощаемой Землёй сегодня, приходится на тропические океаны.
Кроме того, на тропических континентах выпадает больше осадков, что приводит к увеличению речного стока и эрозии. При контакте с воздухом силикатные породы вступают в реакции выветривания, в результате которых из атмосферы удаляется углекислый газ, который является парниковым газом. В геологических масштабах времени это компенсирует выбросы углекислого газа из вулканов в атмосферу.
Обычно, когда Земля остывает из-за естественных климатических колебаний и изменений в поступающем солнечном излучении, охлаждение замедляет эти реакции выветривания. В результате из атмосферы удаляется меньше углекислого газа, и Земля нагревается по мере накопления этого парникового газа — этот процесс отрицательной обратной связи ограничивает степень охлаждения. Однако во время криогения все континенты Земли вероятно находились в тропических широтах, что делало этот процесс менее эффективным, поскольку высокие темпы выветривания продолжались на суше даже при охлаждении Земли. Это привело к тому, что лёд распространился за пределы полярных регионов.
Распад Родинии привёл к подъёму уровня мирового океана, увеличению осадков и сокращению объема парниковых газов
В результате разлома суперконтинента Родиния возникли новые океаны и расширения морского дна, что привело к образованию более теплой и менее плотной океанической коры. Горячая океаническая кора с меньшей плотностью залегает не так глубоко, как более старая, прохладная океаническая литосфера. В периоды с относительно большими площадями новой литосферы океаническое дно поднимается, вызывая повышение уровня моря. Результатом стало большее количество более мелководных морей.
Увеличение площади поверхности океанов, с которой испаряется вода, могло привести к увеличению количества осадков, что, в свою очередь, усилило выветривание обнажённых горных пород и опять же снижение уровня парниковых газов.
Дополнительные факторы, которые могли способствовать наступлению неопротерозойского «снежного кома», включают появление в атмосфере свободного кислорода, который мог достичь достаточного количества, чтобы вступить в реакцию с метаном в атмосфере, окисляя его до углекислого газа, гораздо менее сильного парникового газа.
Независимо от причины, первоначальное охлаждение приводит к увеличению площади поверхности Земли, покрытой льдом и снегом, а дополнительный лёд и снег отражают больше солнечной энергии обратно в космос, что приводит к дальнейшему охлаждению Земли и ещё большему увеличению площади поверхности Земли, покрытой льдом и снегом. Этот цикл положительной обратной связи в конечном итоге может привести к тому, что экватор замёрзнет и станет таким же холодным, как современная Антарктида.
Предполагается, что в криогенийский период выделение углекислого газа было необычно низким, что способствовало сохранению глобального оледенения.
Хотя наличие ледников не оспаривается, идея о том, что вся планета была покрыта льдом, вызывает больше споров. Некоторые учёные предполагают, что вокруг экватора оставалась полоса незамерзающей воды или воды с движущимся льдом, что позволяло продолжать гидрологический цикл. Эта гипотеза привлекает учёных, которые наблюдают определённые особенности осадочных пород, которые могли образоваться только под открытой водой или быстро движущимся льдом (для чего нужно было куда-то переместиться, где нет льда). Исследования выявили геохимическую цикличность в обломочных породах, показав, что периоды «снежного кома» чередовались с периодами потепления, аналогичными циклам ледниковых периодов в недавней истории Земли.
Гипотеза "Земли-снежка" не объясняет чередование ледниковых и межледниковых периодов, а также колебания границ ледниковых покровов.
Попытки создать компьютерные модели Земли в виде «снежного кома» с трудом объясняют глобальный ледниковый покров без фундаментальных изменений в законах и константах, управляющих планетой.
Менее экстремальная гипотеза «Земля-снежок» предполагает постоянное изменение конфигурации континентов и океанической циркуляции. На основе обобщённых данных были созданы модели «Земля-снеговик», в которых стратиграфическая летопись не позволяет предположить полное глобальное оледенение. В первоначальной гипотезе Киршвинка предполагалось, что на Земле-снежке должны были существовать тёплые тропические лужи.
Более радикальная гипотеза «Земли-водного пояса», предполагает, что свободные ото льда участки океана продолжали существовать даже во время оледенения тропических континентов.
1,27 млрд л.н.: Образование суперконтинента Родиния
Считается, что суперконтинент Родиния (от русского слова "Родина") сформировался между 1,3 и 1,23 млрд лет назад.
В отличие от более поздних суперконтинентов, Родиния была полностью безжизненной. Она существовала до того, как на суше появилась сложная жизнь. Основываясь на анализе осадочных пород, образование Родинии произошло, когда озоновый слой не был таким обширным, как сейчас. Ультрафиолетовый свет не позволял организмам заселять континент. Тем не менее, его существование существенно повлияло на морскую флору и фауну того времени.
2,1 млрд л.н.: Парниковый эффект от углекислого газа вулканов завершил Гуронское оледенение
Углекислый газ, поступающий через вулканы в атмосферу, постепенно накапливался, пока не сработал парниковый эффект, положивший конец Гуронскому оледенению 2,1 млрд лет назад.
2,4 млрд л.н.: Кислородная катастрофа и Гуронское оледенение
Древнейшая ледниковая эра приходится на ранний протерозой и связана с кислородной катастрофой. Фотосинтезирующие организмы, львиную долю которых составляли цианобактерии, первыми научились загрязнять атмосферу, выбрасывая в нее токсичные продукты жизнедеятельности. Таким продуктом стал кислород. Главный парниковый газ первичной атмосферы, метан, оказался окисленным чуть менее чем полностью, и около 2,4 млрд лет назад температура на Земле упала с +54°С до -40°С. Наступившее Гуронское оледенение считается самым масштабным в истории: вся Земля была покрыта ледяным панцирем, и даже в тропиках толщина ледников составляла несколько сотен метров.
Анаэробные организмы, питавшиеся метаном, почти вымерли, да и фотосинтетикам пришлось не сладко.
3,5 млрд л.н.: Минералы вошли в состав живой клетки
Основная статья: Потребность организма в минералах
Минералы вошли в состав живой клетки в самом начале биологической эволюции — около 3,5 млрд лет назад, и нехватка любого из них вызывает расстройства в работе всего организма человека до сих пор.
4,6 млрд л.н.: Катархей:формирование Земли и астероидная бомбардировка
Основная статья: Катархей (гадей, преархей)
См. также
