Hadean

Hadean Date esentiale
Notare cronostratigrafică HA
Evaluare FGR Ha
Nivel Aeonotheme / Aeon

Stratigrafie

Domeniul de aplicare
start Sfârșit
4.540  Mea 4.000  Ma

Arhean

Precambrian

Paleogeografie și climă

Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos Impresia artistului asupra unui peisaj în stil hadean.

Aflorimente
Superion precambrian Date esentiale
Aeon fanerozoic
P
r
e
c
a
m
b
r
i
e
n 		Aeon
proterozoic
Archean aeon
aeon
hadean
(nu a fost recunoscută nicio eră )

Hadean este primul eon din istoria Pământului . Începe cu formarea Pământului în urmă cu aproximativ 4,6 miliarde de ani (Ga) și se termină în jurul valorii de -4  Ga și, prin urmare, durează aproximativ 600 de milioane de ani (Ma). Hadeanul, cea mai veche diviziune din timp geologic, formează împreună cu arheanul și proterozoicul (următorii doi eoni) precambrianul .

Datorită rarității rocilor sau mineralelor din epoca arheană și a transformărilor pe care le-ar fi putut suferi ulterior, cunoștințele geologice și paleobiologice despre Hadean sunt limitate. Acestea sunt completate de studiul rocilor lunare și marțiene de aceeași vârstă.

Etimologie

Hadean derivă din Hades , numele zeului grec al lumii interlope, dar și al lumii interlope . Acest termen, ales cu referire la condițiile (în special la temperatura foarte ridicată) atribuite acestei perioade, a fost creat de geologul Preston Cloud în 1972; a desemnat perioada de dinaintea formării celor mai vechi roci cunoscute atunci. În XIX - lea  secol, folosit adesea termenul azoic , adică perioada de „fără viață“, deși este posibil ca o viață foarte primitivă ar putea să apară cât mai devreme Hadean.

Fenomene generale ale lui Hadean

Acest eon corespunde formării și stabilizării Pământului timpuriu.

Hadeanul nu este împărțit în ere precum celelalte eoni, dar poate fi rezumat în două faze majore:

Formarea pământului

Această fază acoperă transformarea nebuloasei timpurii într-un sistem planetar complet. Etapele sale principale sunt următoarele:


Planetele actuale sunt acum la locul lor. Sunt însoțiți de un număr mare de meteoriți . Gravitația le -a scăzut pe planete. Luna a urmărit-o și servește drept referință pentru a considera că „marele bombardament târziu” a durat întreaga a doua fază a Hadeanului. În trecut, am ajuns la 4,5  Ga . În 100  Ma , norul primordial a devenit un sistem solar foarte tânăr, din care face parte Pământul. Cu toate acestea, acesta din urmă nu este stabilizat.

Stabilizarea pământului

La -4,5  Ga (acum 4,5 miliarde de ani), ipoteza pământului oceanului magmatic consideră căldura acumulată după acumulare (energie de acumulare , energie radioactivă etc.) este de așa natură încât, în absența convecției interne, partea exterioară a Pământul (500 până la 1000  km ) se topește într-un ocean magmatic . Degazarea de magmă sau roci sub ocean magmatogen începe și formează inițial atmosfera , numit primitiv. Ținând cont de radiația Soarelui în această etapă a vieții sale (puțin mai mult de 70% din valoarea actuală: paradoxul tânărului soare slab ), și pe baza unei atmosfere primitive comparabile cu atmosfera actuală, Pământul , în conformitate cu teoria rece timpurie Pământului ar fi fost înghețate cu o suprafață aproape de temperatura la -20  ° C . Cu toate acestea, este atestat un puternic efect de seră, atribuibil compoziției diferite a atmosferei primitive: conținea probabil cantități mari de gaze cu efect de seră (CO 2 , vapori de apă etc.). Conform gazelor conținute în vulcani astăzi , ne gândim la o distribuție între următoarele elemente majore: CO 2 , CO, N 2 , H 2 și HCl . Treptat, atmosfera se răcește suficient pentru ca apa pe care o conține să plouă. După această separare, presiunea atmosferică ar trebui să fie aproape de 20  MPa sau 200 bar. De oceanelor , prin urmare , a început să se formeze imediat ce temperatura la suprafață a scăzut sub critica apei temperatura ( 374,2  ° C - în cazul în care presiunea atmosferică a fost mai mare, presiunea critică a apei este egală cu 225 bari), dar cel mai probabil sub 350  ° C . Această fază s-a încheiat la -4,3  Ga .

La -4,4  Ga , cristalizarea și diferențierea acestei magme la răcire formează apoi o proto-crustă bazaltică continentală subțire, o manta de silicat și un miez metalic. Când masa planetesimalului care va deveni Pământul depășește o valoare critică, elementele radioactive, mai numeroase și mai abundente decât astăzi, încep să încălzească acest corp. Dintre elementele abundente, fierul este cel mai dens. Sub efectul căldurii, formează picături de metal topit care se deplasează spre centru. Încet, la început, această operațiune s-a accelerat suficient pentru ca unii să vorbească despre „dezastru de fier”. S-a format apoi sămânța miezului pământului .

La -4,3  Ga , prezența apei în magmele bazaltice relevă roci de tip granit. Apa de suprafață dezvăluie, de asemenea, sedimente detritice și diferențierea chimică asociată. Acest lucru dă naștere la roci cu o densitate mai mică decât rocile de bază. Au rămas la suprafață. Aceste pachete de roci s-au regrupat apoi, prin coliziuni, în proto-continente.

Cu toate acestea, marele bombardament târziu , între −4,1 și −3,9 Ga, a refăcut probabil această crustă solidă de mai multe ori, până la formarea finală a atmosferei și a oceanelor datorită, în special, bombardării asteroizilor acoperiți. De gheață (teoria originea extraterestră a apei după impactul lunar uriaș care a uscat planeta - vezi Originea apei pe Pământ ). Se presupune îmbogățirea apei cu meteorit, mai degrabă decât cu bombardament cometar , aceasta fiind evidențiată de raportul deuteriu / hidrogen al rocilor meteoritice care este cel mai apropiat sau chiar identic cu cel al oceanelor actuale. Prezența apei lichide a mantei în cantități mari făcând litosfera stagnantă ductilă datorită mantei hidratate mai puțin rigide, ar putea începe apoi tectonica plăcilor . Trebuie să fi avut mai multe zone de subducție și plăci decât în ​​prezent, deoarece scoarța era mai subțire și căldura disponibilă era mai mare. De Tectonica placa de permis diferențierea cruste continentale și oceanice.

Condițiile necesare pentru apariția vieții sunt astfel îndeplinite, în jurul valorii de -4,0  Ga , când acest mare bombardament este finalizat, închizând astfel Hadeanul.

Stânci hadeane

Stânci verzi din Groenlanda, Gneis din Canada

Dovezile petrologice din această perioadă sunt foarte rare. Pe parcursul ultimelor decenii ale XX - lea  secol, geologii au identificat și datat câteva pietre Hadean de site - uri diferite (vestul Groenlandei , nord - vestul Canadei , vestul Australiei ). Cea mai veche formațiune de roci sedimentare cunoscută se află în sud-vestul Groenlandei, în centura de piatră verde Isua . A dezvăluit câteva sedimente degradate datate de aproximativ -3,8  Ga și provenind dintr-un dig care a pătruns în roci deja depuse de multe ori.

Cea mai veche piatră cunoscută este o rocă magmatică metamorfozată: Orthogneiss din Acasta (Canada) datată la -4,03  Ga .

Zirconii Hadean

Cu toate acestea, cea mai veche urmă de pământ mineral existent constă din cristale de zircon . Aceste zirconi nu sunt o piatră în sens strict, ci un element minor al unei pietre; un mineral foarte rezistent, adesea conservat după distrugerea rocii originale și remobilizat în alte roci (de exemplu, o rocă sedimentară) păstrând evidența vârstei sale de formare inițiale. Zirconiul redepozitate în paragnaise a Narryer Gneiss formarea Yilgarn Craton în Jack Hills regiunea de vest Australia sunt dovezi ale unei crusta continentală vechi. Acestea sunt datate de la -3,8  Ga la aproape -4,4  Ga pentru cei mai în vârstă (vârsta U-Pb), aceasta corespunde unui moment foarte apropiat de formarea Pământului. Roca în care sunt depuse zirconii fiind de vârstă mai recentă.

De hadéens zirconiul au abundență foarte scăzută în lume datorită reciclării materialelor de plăci tectonice . Când roca de pe suprafață este îngropată adânc în Pământ, aceasta este încălzită și se poate recristaliza sau topi. În ciuda rarității sale pe Pământ, există mai multe apariții de zirconi din această epocă în șase țări: Australia , Brazilia , Canada , China , Groenlanda și Guyana . Caracteristicile zirconilor hadeanici oferă o perspectivă asupra istoriei timpurii a Pământului și a mecanismului proceselor Pământului în trecut. Pe baza proprietăților acestor cristale de zircon, au fost propuse multe modele geologice diferite.

Înregistrarea markerului petrologic al lui Hadean a făcut posibilă dezvoltarea concepției unui „Pământ Hellish” fără ocean în stil hadean. Într-adevăr, mai multe studii și modele, în special în geochimie izotopică, au demonstrat, datorită studiului acestor zirconi, prezența unei hidrosfere terestre timpurii.

Viața hadeană

Cele mai vechi fosile atestate până în 2018 sunt stromatolitele formate din microorganisme fotosintetice a căror vârstă ar fi de -3,5  Ga în Australia și -3,7  Ga în Groenlanda . În Groenlanda, urme potențiale de compuși organici carbonacei înseamnă că viața bazată pe fotosinteză ar fi putut fi deja prezentă, această descoperire a făcut obiectul unei publicații în Nature .

Alte indicii converg pentru a documenta posibilitatea unei vieți foarte primitive posibile din Hadean:

Potrivit unuia dintre cercetători, „Dacă viața ar apărea relativ repede pe Pământ ... atunci ar putea fi obișnuită în univers  ” .

În cultura populară

În filmul de animație Disney Fantasia , scurtmetrajul Ritul primăverii urmărește originile Pământului, de la Hadean până la sfârșitul Mesozoicului , sub forma unui desen animat educativ. Este una dintre rarele reprezentări pe ecran ale acestei perioade din istoria Pământului.

Note și referințe

  1. http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2015-01.jpg
  2. Mathieu Grousson, „  Am găsit luna!  ", Science & Vie , nr .  1154,noiembrie 2013, p.  86-90
  3. Science & Vie Hors série, La Terre, cette inconnue , pagina 29/122 (iunie 2015).
  4. Science & Vie Hors série, La Terre, cette inconnue , pagina 29/122 (iunie 2015).
  5. (în) Raluca Rufu Oded Aharonson și Hagai Perets B., „  originea cu impact multiplu A pentru Lună  ” , Nature.com ,9 ianuarie 2017
  6. (în) Kleine, T., Munker, C. Mezger, K. și Palme , "  O scurtă perioadă de timp pentru formarea planetei terestre din Hf-W Chronometry of meteorites  " , Nature , vol.  418, nr .  6901,2002, p.  949-952
  7. (în) Francis Albarède , "  Istorie volatilă de acumulare a planetelor terestre și implicații dinamice  " , Natura , vol.  461,29 octombrie 2009, p.  1227-1233 ( DOI  doi: 10.1038 / nature08477 )
  8. Lagabrielle Yves, Maury René, Renard Maurice, Memorie vizuală de geologie , Paris, Dunod, 2017  p. ( ISBN  978-2-10-076928-5 ) , p.  8
  9. Harrison, T. (2009). Crusta Hadeană: dovezi din> 4 Ga Zircons. Revizuirea anuală a Pământului și a științelor planetare, 37 , 479-505.
  10. Harrison, T. (2009). Crusta Hadeană: dovezi din> 4 Ga Zircons. Revizuirea anuală a Pământului și a științelor planetare, 37 , 479-505.
  11. Harrison, T. (2009). Crusta Hadeană: dovezi din> 4 Ga Zircons. Revizuirea anuală a Pământului și a științelor planetare, 37 , 479-505.
  13. (Ohtomo și colab. , 2014)
  14. (în) Van Kranendonk, MJ, Philippot, P., Lepot, K., Bodorkos, S. & Pirajno, F. (2008) Setarea geologică a celor mai vechi fosile ale Pământului în sec. 3.5 Ga Dresser Formation, Pilbara craton, Western Australia . Precambr. Rez. 167, 93–124
  15. (ro) Allen P. Nutman, Vickie C. Bennett, Clark RL Friend, Martin J. Van Kranendonk & Allan R. Chivas (2016), Rapidă apariție a vieții arătată prin descoperirea unui copil de 3.700 de milioane de ani structuri microbiene , 22 septembrie 2016, Nature, vol. 537, Scrisoare, doi: 10.1038 / nature19355, [1]
  16. Seth Borenstein , „  Sugestii de viață asupra a ceea ce se credea a fi pustiu Pământul timpuriu  ”, Associated Press ,19 octombrie 2015( citiți online , consultat pe 9 octombrie 2018 )
  17. Bell, Boehnike, Harrison și Mao, „  Carbon potențial biogen conservat într-un zircon vechi de 4,1 miliarde de ani  ”, Proc. Natl. Acad. Știință. SUA , Washington, DC, Academia Națională de Științe, vol.  112,19 octombrie 2015, p.  14518–21 ( ISSN  1091-6490 , PMID  26483481 , PMCID  4664351 , DOI  10.1073 / pnas.1517557112 , citit online [PDF] , accesat la 20 octombrie 2015 ) Ediție timpurie, publicată online înainte de tipărire.
  18. (în) Matthew S. Dodd, Dominic Papineau, Tor Grenne John F. Slack, Martin Rittner Franco Pirajno Jonathan O'Neil & Crispin TS (2017) Puține dovezi ale vieții timpurii în cel mai vechi orificiu hidrotermal al Pământului precipită Natura 543, p.  60–64 (02 martie 2017) doi: 10.1038 / nature21377 [2]
  19. Microfosile vechi de 3,77 miliarde de ani descoperite în Canada, [3]
  20. (în) Elizabeth A. Bella, Patrick Boehnkea, T. Mark și Wendy L. Harrisona MAOB, „  Carbon potențial biogen conservat într-un zircon vechi de 4,1 trilioane de ani  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences ,4 septembrie 2015( DOI  10.1073 / pnas.1517557112 )

Vezi și tu

Bibliografie

Document utilizat pentru scrierea articolului : document utilizat ca sursă pentru acest articol.

Articole similare

linkuri externe

Cronologia eonilor, epocilor, sistemelor istoriei Pământului .