Loading article…
原生代( IPA : / ˌ p r oʊ t ər ə ˈ z oʊ ɪ k , ˌ p r ɒ t -, - ər oʊ - , - t r ə -, - t r oʊ -/ PROH -tər-ə- ZOH -ik, PROT-, - ər-oh-, - trə-, - troh- ) [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]は、地球の歴史における4 つの地質年代のうちの 3 番目の年代であり、 2500 万年前から538.8 万年前までの期間に及び、[ 7 ]地球の地質年代スケールの中で最も長い年代です。先カンブリア紀は始生代に先行し、顕生代に続くもので、先カンブリア時代の「超紀」の中で最も新しい部分である。
原生代は、古原生代、中原生代、新原生代の3 つの地質時代に区分されます(古いものから新しいものへ)。[ 8 ]地球の大気中に遊離酸素が現れてから、カンブリア爆発で地球上に複雑な生命が増殖する直前までの期間をカバーしています。原生代という名前は、ギリシャ語由来の 2 つの単語、protero- (「以前の、以前の」という意味) と-zoic (「生命の」という意味) を組み合わせたものです。[ 9 ]
この時代のよく知られた出来事としては、古原生代における酸素化大気への移行、共生による真核生物の進化、いくつかの地球規模の氷河期（古原生代のシデリアン期とリアキアン期に3億年続いたヒューロニアン氷河期と、新原生代後期のクリオジェニアン期に起こったとされるスノーボールアース）、そしてエディアカラ紀（6億3500万年前～5億3880万年前）が挙げられる。エディアカラ紀は、海綿動物、藻類、刺胞動物、左右相称動物、固着性のエディアカラ生物群（その一部は有性生殖を進化させていた）など、軟体多細胞生物の進化が特徴であり、地球上の生命の最初の明らかな化石証拠を提供している。
原生代の地質記録は、それ以前の始生代の地質記録よりも完全である。始生代の深海堆積物とは対照的に、原生代には広大な浅い大陸棚海で堆積した多くの地層が存在する。さらに、これらの岩石の多くは始生代の岩石よりも変成作用が少なく、未変質のものも多い。[ 10 ]： 315これらの岩石の研究から、原生代は始生代後期に始まった大規模な大陸付加作用を継続していたことが示されている。原生代には、最初の明確な超大陸サイクルと、完全に現代的な造山運動（造山運動）も見られた。[ 10 ]： 315-318、329-332
原生代に最初の氷河期が起こったという証拠がある。最初の氷河期は原生代開始直後に始まり、原生代末期の新原生代には少なくとも4回の氷河期があったという証拠があり、おそらくスターティアン氷河期とマリノアン氷河期の仮説上のスノーボールアースでピークに達したと考えられる。[ 10 ]： 320-321、325
原生代における最も重要な出来事の一つは、地球の大気中に酸素が蓄積されたことである。酸素は太古代にまで遡って光合成によって放出されていたと考えられているが、酸化されていない硫黄と鉄の鉱物資源が枯渇するまでは、酸素が有意な量まで蓄積されることはなかった。およそ23億 年前までは、酸素濃度は現在のレベルのわずか1～2%程度であったと考えられる。[ 10 ]： 323世界の鉄鉱石の大部分を供給する縞状鉄鉱層は、この鉱物資源枯渇過程の証拠の一つである。縞状鉄鉱層の蓄積は、海洋中の鉄がすべて酸化された19億年後に停止した。[ 10 ]： 324
赤鉄鉱によって着色された赤い層は、20億年前の大気中の酸素濃度の増加を示している 。このような大規模な酸化鉄層は、それより古い岩石には見られない。[ 10 ]： 324酸素の蓄積は、おそらく2つの要因によるものと考えられる。化学的シンクの枯渇と、炭素隔離の増加である。炭素隔離によって、そうでなければ大気によって酸化されていたであろう有機化合物が隔離された。[ 10 ]： 325
原生代初期に起こった大気中の酸素濃度の最初の急上昇は、大酸素化イベント、あるいは酸素大惨事と呼ばれ、当時地球上のほぼすべての生命が大量絶滅したことを反映している。当時、地球上の生命は事実上すべて絶対嫌気性であった。 2回目の、後の酸素濃度の急上昇は、新原生代酸素化イベントと呼ばれ、[ 11 ]新原生代中期から後期にかけて起こり[ 12 ]、この時代の終わりに向けて多細胞生物の急速な進化を促した。[ 13 ] [ 14 ]
原生代は、地球の歴史において非常に地殻変動が活発な時代でした。酸素の存在によって地質化学が変化し、広範囲にわたる地質学的変化が生じました。火山活動も活発で、さらなる地質学的変化をもたらしました。
始生代後期から原生代初期にかけては、地殻のリサイクルが増加した時期であり、沈み込みを示唆している。この沈み込み活動の増加の証拠は、主に26億年前以降に形成された古い花崗岩が豊富にあることから得られる。[ 15 ]
エクロジャイト（ 1 GPaを超える高圧によって生成された変成岩の一種）の発生は、沈み込みを組み込んだモデルを用いて説明される。始生代のエクロジャイトが存在しないことは、当時の条件が高変成作用の形成に適していなかったため、原生代に起こっていたような沈み込みのレベルに達しなかったことを示唆している。[ 16 ]
沈み込みによる玄武岩質の海洋地殻の再融解の結果、最初の大陸の核は地殻のリサイクル過程に耐えられるほど大きく成長した。
これらのクラトンの長期的な構造的安定性が、数十億年にも及ぶ大陸地殻が存在する理由である。 [ 17 ]現代の大陸地殻の43%は原生代に、39%は始生代に、そしてわずか18%が顕生代に形成されたと考えられている。[ 15 ] Condie (2000) [ 18 ]および Rino et al. (2004) [ 19 ]の研究は、地殻の生成が断続的に起こったことを示唆している。原生代の花崗岩の年代を同位体で計算することにより、大陸地殻の生成が急速に増加したエピソードがいくつかあったことが判明した。これらのパルスの理由は不明であるが、各期間の後には規模が縮小したようである。[ 15 ]
大陸間の衝突と分裂の証拠は、原生代大陸を構成する始生代クラトンの動きが正確にはどのようなものであったかという疑問を提起する。古地磁気年代測定法と地質年代測定法によって、先カンブリア時代の超大陸のテクトニクスを解明することが可能になった。原生代のテクトニクス過程は、今日見られる造山帯やオフィオライト複合体などのテクトニクス活動の証拠と非常によく似ていることが知られている。したがって、ほとんどの地質学者は、当時地球は活発であったと結論づけるだろう。また、先カンブリア時代には、地球はいくつかの超大陸の分裂と再構築のサイクル（ウィルソンサイクル）を経たことも一般的に受け入れられている。[ 15 ]
後期原生代（最も新しい時代）には、支配的な超大陸はロディニア（約1000～750 Ma）でした。ロディニアは、ローレンシア と呼ばれる北アメリカ大陸の核を形成する中央クラトンに付着した一連の大陸から構成されていました。ロディニアの形成に関連する造山運動（山脈形成過程）の例として、北アメリカ東部に位置するグレンビル造山運動があります。ロディニアは、超大陸コロンビアの分裂後、超大陸ゴンドワナ（約500 Ma）の形成前に形成されました。[ 20 ]ゴンドワナの形成に関連する決定的な造山運動は、アフリカ、南アメリカ、南極大陸、オーストラリアの衝突によるパンアフリカ造山運動でした。[ 21 ]
コロンビアは原生代初期から中期にかけて支配的であり、それ以前の大陸集合体についてはあまり知られていない。コロンビア形成以前の初期地球のテクトニクスを説明するもっともらしいモデルはいくつかあるが、現在最ももっともらしい仮説は、コロンビア以前には地球上に散在する独立したクラトンがいくつかあっただけであった（必ずしもロディニアやコロンビアのような超大陸ではなかった）。[ 15 ]
原生代は、非公式な時間区分に対応する 7 つの生物層序帯に大まかに分けられます。最初の帯は 2.0 ～ 1.65 Gaのラブラドリアン期でした。続いて 1.65 ～ 1.2 Ga のアナバリアン期があり、その次は 1.2 ～ 1.03 Ga のトゥルカニアン期でした。トゥルカニアン期の後には 1.03 ～ 0.85 Ga のウチュロマヤン期があり、その次は 0.85 ～ 0.63 Ga のユジュノウラリアン期でした。最後の 2 つの帯は、0.63 ～ 0.55 Ga のエディアカラ紀前半に及ぶアマデウス期と、0.55 ～ 0.542 Ga のベロモリアン期でした。[ 22 ]
酸素大災害の後、高度な単細胞真核生物の出現が始まった。[ 23 ]これは、シアノバクテリアとは対照的に、真核生物が利用する酸化硝酸塩の増加によるものかもしれない。[ 10 ] : 325また、原生代には、ミトコンドリア（ほぼすべての真核生物に見られる）と葉緑体（植物と一部の原生生物にのみ見られる）と宿主との間の最初の共生関係が進化した。[ 10 ] : 321–322
古原生代後期までに、真核生物は中程度の生物多様性を獲得した。[ 24 ]アクリタークなどの真核生物の繁栄はシアノバクテリアの拡大を妨げるものではなかった。実際、ストロマトライトは原生代に最大規模と多様性に達し、およそ12 億年前にピークを迎えた。[ 10 ] : 321–323
菌類に典型的な特徴を持つ最古の化石は、約24億年前の古原生代に遡ります。これらの多細胞底生生物は、吻合可能な糸状構造を持っていました。[ 25 ]
分子データによると、緑色植物は古原生代または中原生代のある時期に進化しました。[ 26 ]
クリオジェニアン紀以前の真核生物の化石は少なく、種の出現、変化、絶滅の速度は低く、比較的一定しているようです。これは、種の分化、変化、絶滅の量と種類が爆発的に増加したエディアカラ紀とカンブリア紀初期とは対照的です。[ 27 ]
従来、原生代と顕生代の境界は、三葉虫やアーキオキアトゥス類、動物のようなカベアスファエラなど、動物の最初の化石が出現したカンブリア紀の基底に設定されていました。20世紀後半には、原生代の岩石、特にエディアカラ紀の岩石から多くの化石が発見され、多細胞生物はカンブリア爆発の数千万年も前に、アバロン爆発として知られる現象で既に広く分布していたことが証明されました。[ 28 ]それにもかかわらず、原生代の上限はカンブリア紀の基底に固定されたままで、現在は5億3880万年前とされています。
![パノティア、5億4500万年前（異論あり[要確認]）、南極を中心として存在](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/d/d7/Pannotia.svg/500px-Pannotia.svg.png)
