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前寒武紀

地质年代合称

前寒武紀（英語：Precambrian）是地史學中對在顯生宙寒武紀之前的地球地質歷史的非正式統稱，原本的名稱是隱生宙或隱生元（Cryptozoic），但後來拆分成冥古宙、太古宙與元古宙三個大的地質年代。前寒武紀開始於大約46億年前地球形成，結束於約5億4200萬年前開始大量出現生物實體化石的寒武紀早期。

前寒武紀
~4600 – 541.0 ± 1.0百萬年前
地質年代
-4500 —
–
-4000 —
–
-3500 —
–
-3000 —
–
-2500 —
–
-2000 —
–
-1500 —
–
-1000 —
–
-500 —
–
0 —
詞源
同義名Cryptozoic
具體信息
天體地球
適用區域國際地層委員會
適用時標ICS
定義
地質年代單位前宙
年代地層單位前宇
名稱是否正式非正式
下邊界定義地球形成
下邊界GSSP位置N/A
GSSP批准時間N/A
上邊界定義Treptichnus pedum（英語：Treptichnus pedum）遺蹟化石出現
上邊界GSSP位置加拿大紐芬蘭
47°04′34″N 55°49′52″W / 47.0762°N 55.8310°W / 47.0762; -55.8310
GSSP批准時間1992

儘管前寒武紀佔了地球歷史中近九成的時間，但人們對這段時期的了解相當少，這是因為前寒武紀時期生物礦化尚未出現，極易降解的軟組織很難留下實體化石紀錄，只能形成少量模鑄化石、遺蹟化石和化學化石，且其中多數（如微生物席(菌毯)的胞外聚合物形成的疊層石）只適合用來作生物地層學研究[1]。此外，許多前寒武紀時期的岩石因為在各個時期反覆受到侵蝕已經嚴重變質，使其起源變得晦澀不明，而其他的要不是已經腐蝕毀壞，就是還埋藏在顯生宙地層底下[1][2]。

地質史

大約在45億年前左右，原始的地球從環繞太陽的物質之中聚集而成。不久之後可能又因為小行星（大小如火星）的撞擊，而分離出月球（參見大碰撞說）。一開始地球表面皆為岩漿覆蓋，穩固地殼則大約出現於44億年前。目前已知最古老的岩石發現於澳洲西部，放射性分析顯示一塊鋯石結晶已有大約44億400萬年歷史[3]。

前寒武紀的生命

目前並未明瞭生物究竟起源於何時。在格陵蘭西岸海外群島曾發現一些古老石頭，內含38億年前的碳，可能是早期的有機物[4]。此外在澳洲西部有一些保存良好的細菌，年代已超過34億6000萬年。目前已知最早的複雜多細胞生命型態，可能出現於大約6億年前；而世界各地有許多5億4200萬年前到6億年前之間的軟體無殼動物化石，稱為埃迪卡拉生物群（Ediacaran biota）。至於硬殼動物則出現於前寒武紀結束之後。

大約在5億4400萬年前，也就是前寒武紀的結尾，出現了許多不同型態的動物。這些動物群統稱為小殼化石（英語：small shelly fauna），目前所知有限。寒武紀的極早期發生了寒武紀大爆發（生命型態的快速分化與數量增加），導致伯吉斯動物群（Burgess fauna）的出現。

前寒武紀各時期

前寒武紀作為一個「超宙」（supereon），下分冥古宙、太古宙和元古宙三個宙。元古宙之後是顯生宙的第一個代（era）——古生代，而古生代的第一紀（period）就是寒武紀。因為時代太過久遠，冥古宙和太古宙之下只分到代的級別，尚且沒有公認的紀和更細分的地質時期。

冥古宙

冥古宙（Hadean）是地球最初五億年的時期，當時地球表面是一片岩漿海洋尚未凝固成地殼，只有熔點極高的鋯石能夠殘留（地球上已知最早的鋯石結晶經測試已有44億年歷史，其他隱生宙岩石紀錄有些來自月球或隕石），高溫也使其無法擁有液態的地表水。因為沒有尚存的成形岩層來為冥古宙劃分地質時期，冥古宙通常使用時間上相對應的月球地質年代劃分成隱生代（Cryptic）、盆地群代（Basin Groups）、酒海紀（Nectarian）和雨海代（Imbrian，其實僅對應早雨海世）。有人還曾提議將地球受撞擊形成月球之前的時期稱作混沌代（Chaotian）。

太古宙

太古宙（Archean）可細分為始太古代（Eoarchean）、古太古代（Paleoarchean）、中太古代（Mesoarchean）和新太古代（Neoarchean）四個代。

元古宙

元古宙（Proterozoic）可細分為古元古代（Paleoproterozoic）、中元古代（Mesoproterozoic）和新元古代（Neoproterozoic）三個代。古元古代可分為成鐵紀（Siderian）、層侵紀（Rhyacian）、造山紀（Orosirian）與固結紀（Statherian）；中元古代可分為蓋層紀（Calymmian）、延展紀（Ectasian）與狹帶紀（Stenian）；新元古代可分為拉伸紀（Tonian）、成冰紀（Cryogenian）與埃迪卡拉紀（Ediacaran）。

前寒武紀各時期列表

宙 代 紀[5] 重大事件 年代[6]
n億年前
元古宙[7] 新元古代[7] 埃迪卡拉紀 埃迪卡拉生物群（狄更遜水母等）、埃迪卡拉紀末期滅絕事件 Good fossils of the first multi-celled animals. Ediacaran biota flourish worldwide in seas. Simple trace fossils of possible worm-like Trichophycus（英語：Trichophycus pedum）, etc. First sponges and trilobitomorphs. Enigmatic forms include many soft-jellied creatures shaped like bags, disks, or quilts (like Dickinsonia). Taconic Orogeny（英語：Taconic Orogeny） in North America. Aravalli Range orogeny in Indian Subcontinent. Beginning of Petermann Orogeny（英語：Petermann Orogeny） on Australian Continent. Beardmore Orogeny in Antarctica, 633–620 Ma. 6.3~5.4
成冰紀 「成冰紀冰河時期」形成雪球地球。該時期的化石依然稀有。 Rodinia landmass begins to break up. Late Ruker / Nimrod Orogeny in Antarctica tapers off. 8.5~6.3[8]
拉伸紀 Rodinia supercontinent persists. Trace fossils of simple multi-celled eukaryotes. First radiation of dinoflagellate-like acritarchs. Grenville Orogeny（英語：Grenville Orogeny） tapers off in North America. Pan-African orogeny in Africa. Lake Ruker / Nimrod Orogeny in Antarctica, 1000 ± 150 Ma. Edmundian Orogeny (c. 920 - 850 Ma), Gascoyne Complex（英語：Gascoyne Complex）, Western Australia. Adelaide Geosyncline（英語：Adelaide Geosyncline） laid down on Australian Continent, beginning of Adelaide Geosyncline (Delamerian Orogeny)（英語：Adelaide Geosyncline） in that continent. 10~8.5[8]
中元古代[7] 狹帶紀 Narrow highly metamorphic belts due to orogeny as Rodinia forms. Late Ruker / Nimrod Orogeny in Antarctica possibly begins. Musgrave Orogeny (c. 1080 Ma), Musgrave Block（英語：Musgrave Block）, Central Australia. 12~10[8]
延展紀 Platform covers continue to expand. Green algae colonies in the seas. Grenville Orogeny（英語：Grenville Orogeny） in North America. 14~12[8]
蓋層紀 Platform covers expand. Barramundi Orogeny, McArthur Basin（英語：McArthur Basin）, Northern Australia（英語：Northern Australia）, and Isan Orogeny, c. 1600 Ma, Mount Isa Block, Queensland 16~14[8]
古元古代[7] 固結紀 第一個真核生物出現：擁有細胞核的原生生物。哥倫比亞大陸形成。 位於澳大利亞大陸的Kimban的造山運動結束。 Yapungku造山運動（1795-1760 Ma）位於西澳大利亞伊爾加恩克拉通。 芒加隆造山運動,（1680–1620 Ma），位於西澳大利亞加斯科因。卡拉蘭造山運動（1670-1600 Ma），位於南澳大利亞高勒克拉通。 18~16[8]
造山紀 東亞呂梁構造期(25-18億年前)。 地球大氣層開始含氧。弗里德堡隕石坑和索德柏立盆地發生了小行星撞擊。發生了許多造山運動，如北美洲的 Penokean（英語：Penokean orogeny）和Trans-Hudsonian Orogenies（英語：Trans-Hudsonian Orogeny），南極洲的Early Ruker Orogeny（2000 - 1700 Ma）。 Glenburgh Orogeny, Glenburgh Terrane（英語：Gascoyne Complex）, 澳大利亞洲（約2005–1920 Ma）。澳大利亞大陸的Kimban Orogeny, Gawler craton（英語：Gawler craton）開始。 20.5~18[8]
層侵紀 地球在成鐵紀和層侵紀之間進入休倫冰河時期（Huronian / Makganyene glaciation）。布什維爾德大火成岩省的雜岩（Bushveld Igneous Complex）形成. 23~20.5[8]
成鐵紀 大氧化事件: 帶狀鐵礦形成. 在澳大利亞洲, 格勞爾克拉通（英語：Gawler Craton） 發生斯利福德造山運動2440–2420 Ma. 25~23[8]
太古宙[7] 新太古代[7] 大部分當今的大陸核心趨於穩定；可能發生地幔翻湧；第一次冰河期。南極洲Insell造山運動, 2650 ± 150 Ma。在現在的安大略和魁北克地區，Abitibi greenstone belt（英語：Abitibi greenstone belt）開始形成，並於2600Ma穩定下來。 28~25[8]
中太古代[7] 最早的疊層石（大概由藍藻群落形成）. 最早的 宏化石（英語：macrofossil）. 南極洲洪堡造山運動。 第一個超大陸瓦巴拉大陸。在現在的安大略和魁北克地區，Blake River Megacaldera Complex（英語：Blake River Megacaldera Complex）開始形成，並持續至大約2696Ma. 32~28[8]
古太古代[7] 已知最早的產氧細菌。最早的 (確認) 微化石。現存最古老的克拉通（比如加拿大地盾和皮爾布拉克拉通）或許形成於此階段[9]。南極洲雷納造山運動。 36~32[8]
始太古代[7] 地球表面凝固，大氣壓約10到100帕。 單細胞生命（細菌與古菌）和最早的 (疑似) 微化石出現。 38~36
冥古宙
[7][10] 		早雨海世[7][11] 原始生命的間接光合作用證據(例如乾酪根)。 該代與內太陽系的後期重轟炸期末期部分重疊。 38.5~38
酒海紀[7][11] 本代的名稱來源月球地質年代，由神酒海和其他更大的月海的撞擊事件所組成。 39.20~38.5
盆地群代[7][11] 已知最古老的岩石(4030 Ma)[12]. 在地球大撞擊晚期結束之後，最初的生命形式與自我複製 的RNA分子大約在40億年前開始出現，南極洲內皮爾開始出現造山運動, 4000 ± 200 Ma. 41.5~39.2
隱生代[7][11] 地球形成（45.67~45.70億年）；月球形成（45.33億年），可能來自大碰撞；已知最古老的礦物（鋯石，44億年前）[13]。 45.7~41.5

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 James Monroe and Reed Wicander. The Changing Earth 2nd ed. Belmont: Wadsworth Publishing Company. 1997. 
  2. ^ Pamela J.W. Gore. The Precambrian. [12/6/06]. （原始內容存檔於2007-01-02）. 
  3. ^ Simon A. Wilde, John W. Valley, William H. Peck, and Colin M. Graham. Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature. 2001, 409: 175–178. doi:10.1038/35051550. 
  4. ^ Manfred Schidlowsk. A 3,800-million-year isotopic record of life from carbon in sedimentary rocks. Nature. 1988, 333: 313 – 318. doi:10.1038/333313a0. 
  5. ^ Paleontologists often refer to faunal stage（英語：faunal stage）s rather than geologic (geological) periods. The stage nomenclature is quite complex. For an excellent time-ordered list of faunal stages, see The Paleobiology Database. [2006-03-19]. （原始內容存檔於2006-02-11）. 
  6. ^ Dates are slightly uncertain with differences of a few percent between various sources being common. This is largely due to uncertainties in 放射性定年法 and the problem that deposits suitable for radiometric dating seldom occur exactly at the places in the geologic column where they would be most useful. The dates and errors quoted above are according to the 國際地層委員會 2004 time scale. Dates labeled with a * indicate boundaries where a 全球界線層型剖面和點位 has been internationally agreed upon: see List of Global Boundary Stratotype Sections and Points（英語：List of Global Boundary Stratotype Sections and Points） for a complete list.
  7. ^ 7.00 7.01 7.02 7.03 7.04 7.05 7.06 7.07 7.08 7.09 7.10 7.11 7.12 7.13 The 元古宙, 太古宙 and 冥古宙 are often collectively referred to as the Precambrian Time or sometimes, also the Cryptozoic.
  8. ^ 8.00 8.01 8.02 8.03 8.04 8.05 8.06 8.07 8.08 8.09 8.10 8.11 Defined by absolute age (Global Standard Stratigraphic Age).
  9. ^ The age of the oldest measurable craton, or continental crust, is dated to 3600–3800 Ma
  10. ^ Though commonly used, the Hadean is not a formal eon and no lower bound for the Archean and Eoarchean have been agreed upon. The Hadean has also sometimes been called the Priscoan or the Azoic. Sometimes, the Hadean can be found to be subdivided according to the lunar geologic time scale. These eras include the Cryptic and Basin Groups (which are subdivisions of the Pre-Nectarian era), Nectarian, and Early Imbrian（英語：Early Imbrian） units.
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 11.3 These unit names were taken from the Lunar geologic timescale and refer to geologic events that did not occur on Earth. Their use for Earth geology is unofficial.
  12. ^ Bowring, Samuel A.; Williams, Ian S. Priscoan (4.00–4.03 Ga) orthogneisses from northwestern Canada. Contributions to Mineralogy and Petrology. 1999, 134 (1): 3. Bibcode:1999CoMP..134....3B. doi:10.1007/s004100050465.  The oldest rock on Earth is the Acasta Gneiss（英語：Acasta Gneiss）, and it dates to 4.03 Ga, located in the Northwest Territories of Canada.
  13. ^ Geology.wisc.edu (PDF). [2016-09-09]. （原始內容存檔 (PDF)於2020-09-02）. 
  • Valley, John W., William H. Peck, Elizabeth M. King (1999) Zircons Are Forever, The Outcrop for 1999, University of Wisconsin-Madison Wgeology.wisc.edu （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） – Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago Accessed Jan. 10, 2006
  • Wilde S.A., Valley J.W., Peck W.H. and Graham C.M.（2001）Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature, v. 409, pp. 175-178.
  • Wyche, S., D. R. Nelson and A. Riganti (2004) 4350–3130 Ma detrital zircons in the Southern Cross Granite–Greenstone Terrane, Western Australia: implications for the early evolution of the Yilgarn Craton, Australian Journal of Earth Sciences Volume 51 Zircon ages from W. Australia - Absract Accessed Jan. 10, 2006

外部連結

 
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