先カンブリア時代

先カンブリア時代（/priˈkæmbri.ən , -ˈkeɪm- / pree - KAM -bree-ən, -⁠KAYM- ; [ ^{4 ]} pre -Cambrian、またはCryptozoic、略称pꞒまたはPreꞒ ）は、地球の歴史の中で最も古い部分であり、現在の顕生代より前に位置します。先カンブリア時代は^{、顕生代の最初の}時代であるカンブリア紀より前に位置していたため、このように名付けられました。カンブリア紀は、この時代の岩石が最初に研究されたウェールズのラテン語名であるCambriaにちなんで名付けられました。先カンブリア時代は、地球の地質時代の88%を占めています。

先カンブリア時代は、地質時代の非公式な単位であり、^{[ 5 ]}地質時代区分の3 つの累代(冥王代、始生代、原生代)に細分化されています。約 46 億年前 ( Ga )の地球の形成から、硬い殻を持つ生物が初めて大量に出現した約5 億 3880万年前 ( Ma )のカンブリア紀の始まりまでです。

先カンブリア時代は地球の歴史の約 8/9 を占めているにもかかわらず、そのことは比較的知られておらず、知られていることもほとんどが 1960 年代以降に発見されたものです。先カンブリア時代の化石記録は、後続の顕生代よりも乏しく、先カンブリア時代の化石 (例えばストロマトライト) は生物層序学的に利用できる範囲が限られています。^{[ 6 ]}これは、多くの先カンブリア時代の岩石が激しく変成作用を受けて起源が不明瞭になっていること、また、侵食によって破壊されたり、顕生代の地層の下に深く埋もれたままになっているためです。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

地球は約 4,543 Ma に太陽の周回軌道上の物質から合体して形成され、形成直後にテイアと呼ばれる別の惑星に衝突され、月を形成する物質が分離したと考えられている(巨大衝突仮説を参照)。西オーストラリアのジルコン結晶の年代が 4,404 ± 8 Ma であることから、4,433 Ma までには安定した地殻が形成されていたと考えられる。^{[ 9 ] [ 10 ]}

「先カンブリア時代」という用語は、地質学者や古生物学者が、より具体的な時代名を必要としない一般的な議論に使用しています。しかし、米国地質調査所^{[ 11 ]}と国際層序委員会は、この用語を非公式なものとみなしています^{[ 12 ]} 。先カンブリア時代は3つの時代（冥王代、始生代、原生代）から成り立っているため、超時代と呼ばれることもありますが^{[ 13 ] [ 14 ]}、これも非公式な用語であり、国際層序委員会の年代層序ガイドでは定義されていません^{[ 15 ] 。}

以前は無生代岩と呼ばれていた岩石から発見された最古の化石は、先カンブリア時代とカンブリア紀の地質学的境界を確立した。^{[ 16 ] [ 17 ]}

始生代（eo- ^{「最も古い」から）は、}先カンブリア紀または先カンブリア紀[ ^{18 ] [ 19 ]}、より具体的には始生代^{[ 20 ]}の同義語であった。

生命の起源の具体的な日付は特定されていません。西グリーンランド沖の島々の 38 億年前の岩石 (始生代) から見つかった炭素は有機起源である可能性があります。西オーストラリアでは、34 6 億年以上前の細菌の保存状態の良い微細な化石が見つかっています。^{[ 21 ]}同じ地域で、おそらく 1 億年前の化石も見つかっています。しかし、生命は 42 8 億年以上前に進化していた可能性があるという証拠があります。^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}先カンブリア時代の残りの期間 (原生代) を通して細菌の生命のかなり確かな記録があります。

複雑な多細胞生物は、2100 Ma という早い時期に出現した可能性がある。^{[ 26 ]}しかし、古代の化石の解釈は問題が多く、「…多細胞性の定義の中には、単純な細菌コロニーからアナグマまであらゆるものが含まれる」^{[ 27 ]} 。その他の可能性のある初期の複雑な多細胞生物には、コラ半島の 2450 Ma の紅藻類^{[ 28 ]}、中国北部の 1650 Ma の炭素質バイオシグネチャー^{[ 29 ]}、1600 Ma のRafatazmia ^{[ 30 ]} 、カナダ北極圏の1047 Maの Bangiomorpha紅藻類^{[ 31 ]}などがある。複雑な多細胞生物として広く受け入れられている最古の化石は、エディアカラ紀に遡る。^{[ 32 ] [ 33 ]}世界中のさまざまな場所で、非常に多様な軟体動物の化石が発見されており、その年代は 635 ～ 542 Ma です。これらはエディアカラ生物群またはヴェンディアン生物群と呼ばれています。硬い殻を持つ生物は、その期間の終わりに現れ、顕生代の始まりを示しています。続くカンブリア紀の中期までに、バージェス頁岩には非常に多様な動物相が記録されており、その中には現代の分類群の幹群を表している可能性のあるものも含まれています。カンブリア紀初期の生命形態の多様性の増加は、生命のカンブリア爆発と呼ばれています。^{[ 34 ] [ 35 ]}

陸地には植物や動物がほとんどいなかったようだが、シアノバクテリアやその他の微生物が原核生物のマットを形成し、陸地を覆っていた。^{[ 36 ]}

5億5100万年前の泥の中から、脚のような付属肢を持つ動物の足跡が発見されている。^{[ 37 ] [ 38 ]}

先カンブリア時代のプレート運動やその他の地殻変動の詳細を示す証拠は解釈が難しい。一般的には、4280 Ma より前に小さな原大陸が存在し、地球の陸塊の大部分が 1130 Ma 頃に単一の超大陸に集まったと考えられている。ロディニアとして知られるこの超大陸は、750 Ma 頃に分裂した。ヒューロニアン期（約 2400 ～ 2100 Ma）まで遡る多くの氷河期が確認されている。最もよく研​​究されている氷河期の 1 つは、約 850 ～ 635 Ma のスターティアン・ヴァランギアン氷河期であり、この氷河期は赤道まで氷河状態をもたらし、「スノーボール アース」を引き起こした可能性がある。^{[ 42 ] [ 43 ]}

分子状酸素は、光合成生物が進化し、代謝の副産物として大量に生成し始めるまで、地球の大気の重要な部分を占めていなかったと考えられています。化学的に不活性な大気から酸化性の大気へのこの急激な変化は、酸素大惨事と呼ばれることもある生態学的危機を引き起こしました。当初、酸素は地球の地殻内の他の元素、主に鉄とすぐに結合し、大気から除去されました。酸化可能な表面の供給がなくなると、酸素は大気中に蓄積し始め、現代の高酸素大気が形成されました。この証拠は、鉄酸化物として堆積した巨大な縞状鉄鉱層を含む古い岩石にあります。 ^{[ 44 ] [ 45 ]}

放射年代測定法によって特定の地層や地形に絶対年代を割り当てることが可能になったため、地球の初期の存在を網羅する用語が発展しました。 ^{[ 46 ]}先カンブリア時代は、冥王代（4567.3～4031 Ma）、始生代（4031～2500 Ma）、原生代（2500～538.8 Ma）の3つの累代に分けられます。先カンブリア時代のタイムテーブルを参照してください。

• 原生代：この時代は、カンブリア紀前期の境界である5億3880万年前から25億年前までの時代を指します。元々は「先カンブリア時代」の同義語として使われており、カンブリア紀の境界より前のすべてを含んでいました。^{[ 47 ]}原生代は、新原生代、中原生代、古原生代の3つの時代に分けられます。
  • 新原生代：原生代の中で最も新しい地質時代で、カンブリア紀の下限（5億3880万年前）から10億年前まで。新原生代は、北米のより古い地層における先カンブリア時代のZ岩石に相当する。
    • エディアカラ紀：新原生代の中で最も新しい地質時代。「2012年地質年代尺度」では5億3880万年前から6億3500万年前とされている。この時代にエディアカラ生物群が出現した。
    • クリオジェニアン：新原生代の中期：6億3500万年前～7億2000万年前。
    • トニアン期：新原生代の初期段階：7億2000万年前～10億年前。
  • 中原生代：原生代の中期、1000～1600万年前。北米のより古い地層における「先カンブリア紀Y」の岩石に相当する。
  • 古原生代：原生代最古の時代、1600～2500万年前。北米のより古い地層における「先カンブリア時代X」の岩石に相当する。
• 始生代：2500～4031百万年前。
• 冥王代：4031～4567.3 Ma。この用語は元々、保存された岩石が堆積する前の時代を指すことを意図していたが、約4400 Maのジルコン結晶は冥王代に地殻が存在していたことを示している。冥王代のその他の記録は月や隕石から得られている。^{[ 48 ] [ 49 ]}

先カンブリア時代は、現在の数値年代に基づく区分ではなく、惑星進化の段階を反映した累代と代に区分されるべきであるという提案がなされている。このようなシステムは、地層記録の出来事に依拠し、GSSPによって区切られる可能性がある。先カンブリア時代は、次のように特徴づけられる5つの「自然な」累代に区分できる。^{[ 50 ]}

1. 集積と分化：巨大な月形成衝突イベントまでの惑星形成期間。
2. 冥王代：約45.1億年前（おそらく初期地球の低温期を含む）から後期重爆撃期末まで、激しい隕石衝突が支配的であった。
3. 始生代：最初の地殻形成（イスア緑色岩帯）から、大気中の酸素濃度の上昇による縞状鉄鉱層の堆積までの期間。
4. 移行期：縞状鉄鉱層の形成が継続し、最初の大陸性赤色層が形成されるまでの期間。
5. 原生代：現代のプレートテクトニクスが始まった時代から最初の動物が出現するまでの時代。

地球のプレートの動きは、時間の経過とともに大陸の形成と分裂を引き起こし、時には陸地の大部分またはすべてを含む超大陸の形成も引き起こしました。最も古い既知の超大陸はヴァールバラです。これは原始大陸から形成され、36億3600万年前に超大陸でした。ヴァールバラは約28億4500万年前から28億3000万年前に分裂しました。超大陸ケノーランドは約27億2000万年前に形成され、その後24億5000万年前から21億年前以降に、ローレンシア、バルティカ、イルガルンクラトン、カラハリと呼ばれる原始大陸クラトンに分裂しました。超大陸コロンビア、またはヌナは21億年前から18億年前に形成され、約13億年前から12億年前に分裂しました。^{[ 51 ] [ 52 ]}超大陸ロディニアは、約 1300 ～ 900 万年前に形成され、地球のほとんどまたはすべての大陸を含み、約 750 ～ 600 万年前に 8 つの大陸に分裂したと考えられている。^{[ 53 ]}

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  25億年前のケノーランド超大陸の地図
• 
  23億年前に分裂したケノーランドの地図
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  約16億年前の超大陸コロンビア
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  先カンブリア時代末期の陸塊の位置

• 顕生代– 地質年代区分における第4代（現在の時代） 
  • 古生代– 顕生代の最初の時代 
  • 中生代– 顕生代の第二期 
  • 新生代– 顕生代の第三の時代であり、現在の時代 
• 先カンブリア研究– 1974年創刊の科学雑誌 

• Valley, John W.、William H. Peck、Elizabeth M. King (1999) 「ジルコンは永遠」、1999年の露頭、ウィスコンシン大学マディソン校Wgeology.wisc.edu 2012年3月16日にWayback Machineにアーカイブ済み– 44億年前の地球上の大陸地殻と海洋の存在を示す砕屑性ジルコンからの証拠2006年1月10日アクセス
• Wilde, Simon A.; Valley, John W.; Peck, William H.; Graham, Colin M. (2001年1月)「44億年前の地球における大陸地殻と海洋の存在を示す砕屑性ジルコンからの証拠」Nature . 409 (6817): 175–178 . Bibcode : 2001Natur.409..175W . doi : 10.1038/35051550 . PMID 11196637 . 
• Wyche, S.; Nelson, DR; Riganti, A. (2004). "西オーストラリア州サザンクロス花崗岩-緑色岩テレーンにおける4350–3130 Maの砕屑性ジルコン：Yilgarnクラトンの初期進化への示唆". Australian Journal of Earth Sciences . 51 (1): 31– 45. Bibcode : 2004AuJES..51...31W . doi : 10.1046/j.1400-0952.2003.01042.x .

• 古地図プロジェクトによる後期先カンブリア時代の超大陸と氷河期世界