ヒューロニアン氷河期

ヒューロニアン氷河期（またはマクガニエン氷河期）^[1]は、ヒューロニアン累層群の堆積中に少なくとも3回の氷河期が発生した期間です。この主に堆積性の連続体の堆積は、古原生代シデリアン期とリアキアン期の約25億年から22億年前（Gya）まで続きました。氷河作用の証拠は主に、氷河起源と解釈されるジアミクタイトの存在に基づいています。ヒューロニアン連続体の堆積は、主に海洋性の受動的境界環境に進化したリフト盆地内で発生したと解釈されています。 ^[2]ヒューロニアン内の氷河ジアミクタイト堆積物は、第四紀の類似物と同等の厚さです。

ヒューロニアン期の3つの氷河性ダイアミクタイト含有層は、古いものから新しいものの順に、ラムゼー湖層、ブルース層、ゴウガンダ層である。現在、世界中で他の氷河堆積物が認められているが、ヒューロニアン期は、オンタリオ州スーセントマリーとケベック州ルーアン＝ノランダの間のヒューロン湖の北の地域に限定されている。同様の堆積物は、北アメリカの他の地域、オーストラリア、南アフリカでも知られている。^[3]

ヒューロニアン氷河期は、大気中の酸素が増加しメタンが減少した大酸化事象とほぼ同時期である。酸素はメタンと反応して二酸化炭素と水を形成したが、どちらもメタンよりもはるかに弱い温室効果ガスであり、特に気温の低下とともに水蒸気が空気中から容易に沈殿するため、温室効果の効力が大幅に減少した。^[4]これにより氷室効果が発生し、当時の太陽光照射が低かったことや地熱活動が低下したことが重なり、遊離酸素（有機化合物に酸化ダメージを与える）の増加と気候ストレスの組み合わせにより、地球史上初めてかつ最長の絶滅事象が発生し、地球表面と浅い海の両方で嫌気性菌が優勢な微生物マットのほとんどが消滅した。^{[5] [6]}

1907年、アーサー・フィレモン・コールマンは、オンタリオ州ヒューロン湖付近の地質構造の分析から初めて「ヒューロニアン氷河期」^{[7] [8]}を推定した。彼に敬意を表して、ゴウガンダ層の下部（氷河）層はコールマン層と呼ばれている。これらの岩石は多くの地質学者によって詳細に研究されており、古原生代氷河期の典型例であると考えられている。^{[9] [10]}

氷河期と氷河期という用語の混同により、最近では全期間が単一の氷河イベントを表しているという印象が広まっています。^[11]ヒューロニアンという用語は、地質学的物理的単位と年代単位の適切な命名を定義する北米地層規則によると、岩相層序スーパーグループを説明するために使用されており、氷河サイクルを説明するために使用すべきではありません。^[12] 通時的または地質年代測定単位を使用する必要があります。

ゴーガンダ層（23億年前）には「この時代で最も広範囲で最も確実な氷河堆積物」が含まれているとアイレスとヤングは述べている。北米では、同様の年代の堆積物がミシガン州、メディシンボウ山脈、ワイオミング州、チブガマウ、ケベック州、ヌナブト準州中央部で露出している。世界的には、南アフリカのグリクアタウン盆地、インド、オーストラリアで見られる。 ^[13]

地殻構造は、大陸の縁辺が裂けている状態だった。新しい大陸地殻は化学的風化をもたらした。この風化によって大気から二酸化炭素が引き出され、温室効果の減少によって地球が冷却され_た。 [^要出典]

一般的な認識では、1つまたは複数の氷河期は、地球の表面のすべてまたはほとんどが氷で覆われたスノーボールアースイベントであった可能性がある。 ^{[11] [14] [15]}しかし、低緯度に氷床が存在したことを示唆する古地磁気の証拠は異論があり、 ^{[16] [17]}氷河堆積物（ダイアミクタイト）は不連続で、炭酸塩やその他の堆積岩と交互に存在し、温帯気候を示しており、地球規模の氷河期の証拠としては乏しい。

ヒューロニアン氷河期以前は、ほとんどの生物は嫌気性で、化学合成と網膜をベースとした無酸素光合成によって生物エネルギーと生体化合物を生産していました。しかし、この頃、シアノバクテリアはポルフィリンをベースとした酸素発生型光合成を進化させ、廃棄物として二酸素を生成しました。最初、この酸素のほとんどは海に溶解し、その後、表面の鉄化合物、大気中のメタン、硫化水素による還元によって吸収されました。しかし、シアノバクテリアの光合成が続くと、蓄積された酸素が地球表面の還元性貯蔵庫を過飽和にし^{[11] 、自由酸素として流出して大気を「汚染」し、}大酸化イベントとして知られる大気化学の永久的な変化をもたらしました。

かつては還元的だった大気が今や酸化的になり、嫌気性生物圏に対して非常に反応性が高く有毒であった。さらに、大気中のメタンは酸素が枯渇して微量ガスレベルまで減少し、二酸化炭素や水蒸気などのはるかに弱い温室効果ガスに置き換えられた。水蒸気も低温で空気中から容易に沈殿した。地球の表面温度は、温室効果の減少と、当時は太陽の光度や地熱活動も低かったために大幅に低下し、 ^[6]氷河期の地球となった。

酸化と気​​候変動の複合的な影響により嫌気性生物圏（当時は古細菌の 微生物マットが優勢だったと思われる）が壊滅した後、酸素呼吸が可能な好気性生物が急速に増殖し、ほとんどの環境で嫌気性菌が空けた生態学的地位を利用できるようになった。生き残った嫌気性菌のコロニーは好気性菌との共生生活を余儀なくされ、嫌気性菌は好気性菌が必要とする有機物を提供し、好気性菌は嫌気性菌にとって致命的な酸素分子を消費して周囲の「解毒」を行った。これにより、一部の嫌気性古細菌が細胞膜を内膜に陥入し始め、細胞質核酸を保護し、好気性真正細菌（最終的にATP産生ミトコンドリアになった）との共生が可能になり、この共生が原生代における真核生物の進化に貢献した可能性があります。^[要出典]

• 氷河期のタイムライン