A FÖLD RÖVID TÖRTÉNETE I. Prekambrium

A Föld kora Legidősebb meteoritok: 4,5- 4,7 milliárd év Legidősebb holdkőzetek: 4,6 milliárd év Legidősebb meteoritok: 4,5- 4,7 milliárd év A földi kőzeteken mért legnagyobb radiometrikus kor: 4,5 milliárd év A Föld kora kb. 4,6 milliárd év A legidősebb földi kőzetek radiometrikus kora leggyakrabban 3,5-3,6 milliárd év jelentős esemény: HOLD „befogása” (A Hold és a Föld kőzetei különböznek egymástól, tehát a Hold nem a Földről szakadt le) 3,6 md évvel ezelőtt alakult ki a Föld – Hold rendszer

Föld – Hold rendszer 2,7-3 md éve a Hold Föld körüli pályán, közelebb a Földhöz - a mainál szélesebb árapályövi sáv SZTROMATOLITOK (prekambrium: hatszor nagyobbak, mint ma) A Hold befogásának következményei: - apály-dagály keltette súrlódások kéreg alatti olvadás (Földön, Holdon) Ennek időpontját rögzíti a 3,5 – 3,6 md éves radiometrikus kor - olvadás vulkanizmus kigázosodás Föld új légköre A korábbi, 3,5 md évvel ezelőtti légkörét a Föld addigra elvesztette

AZ ATMOSZFÉRA KIALAKULÁSA A Föld másodlagos légköre 3,5-3,6 milliárd éves Kezdetben nem volt oxigén a légkörben, később alakult ki fokozatosan. Az oxigén két forrása: 1. Fotodisszociáció (UV sugárzás hatására a H2O (víz) disszociációjából, A H+ a világűrbe szökik, a naszcens oxigén (‘O’) egy részéből ózon lesz) 2. Növényi fotoszintézis I. UREY-SZINT = 0,1 % PAL (present atmospheric level) Fotodisszociáció ózonréteg (védi a vízgőzt a további fotodisszociációtól, Urey-hatás) Élet 10-13 m magas vízoszlop alatt 2,7-3 Ma: első sztromatolitok ( fotoszintézis) A levegőbe kerülő oxigén mennyisége nő (eleinte a szárazföldi-i kőzetek oxidációja - első vörös üledékek : 1,8-2 milliárd évesek)

II. PASTEUR-SZINT = 1 % PAL Pasteur: sok primitív szervezet 1% légköri oxigén mellett tér át a fermentációról a légzésre Légzés: távlatok a biológiai evolúció előtt (több energia áll a szervezet rendelkezésére – lehetőség a keringés, emésztés, idegrendszer kialakulásához) 1 % PAL légköri oxigéntartalom (600-700 Ma): 30 cm vastag vízréteg véd a pusztító UV-sugárzástól A tengerben kialakulhat a gazdag lágytestű fauna. Oxigén tartalom nő ozonoszféra, amely a szárazföldek fölé is védő-ernyőként terül /

Szilúr végére: halálos UV-sugarak olyan mértékű elnyelése, hogy III. SZÁRAZULATI SZINT = 10% PAL Szilúr végére: halálos UV-sugarak olyan mértékű elnyelése, hogy az élet kiléphet a szárazföldre Devon: erdők elterjedése Karbon végére: hatalmas vegetáció (mocsárerdők) nagy mennyiségű oxigén termelése 6

ÖNSZABÁLYZÓ RENDSZER kialakulása (CO2 - O2) IV. MAI SZINT = 100% PAL A karbon végére (290-300 millió éve) a légkör oxigéntartalma elérte, sőt valószínűleg meghaladta a mai értéket ÖNSZABÁLYZÓ RENDSZER kialakulása (CO2 - O2) De: a jégkorszakok ezzel nem magyarázhatók! (Több tényező együttes érvényesülése!)

A prekambrium jelentős földtani eseménye: ősmasszívumok kialakulása Balti + Ukrán-pajzs (Fennoszarmácia) Kanadai-pajzs (Laurentia) Szibériai-pajzs (Angara) Afrikai-, Indiai-, Ausztráliai-, Antarktiszi-pajzs Dél-Amerika (Guayanai-, Platai-, Amazonasi-pajzs)

Minden idők legnagyobb eljegesedése: 570 – 800 Ma Hólabda Föld („Snowball Earth”)

Az élet kialakulása és kezdeti fejlődése Korábbi feltevések: az őslégkör szervetlen molekuláiból kialakulhattak az aminosavak az első szerves molekulák a Naprendszer por- és gázanyagában keletkeztek, becsapódó üstökösmagok, meteoritok útján kerültek a Földre.

Black smokers („fekete füstölgők”az óceán fenekén), mint az élet bölcsői – felfedezésük: 1977 kéményszerű szerkezetek CO2, ammónia és kénhidrogén feláramlás - pusztító UV- sugárzás mentes környezet – DE: szélsőségesen magas hőmérséklet (T  300OC) Ma: autotróf baktériumok élnek itt, energia nyerése: H2S oxidációjával

Legidősebb, biztosan organikus tevékenységet jelző nyomok kora mintegy 3,8 milliárd év A legrégibb fosszíliák : 3,5 milliárd év

Cyanobacteria („Cyanophyta”, kékeszöld algák) Kékeszöld szín Valódi sejtmagjuk nincs Autotrófok, vagy szerves anyagokkal táplálkoznak A Ca-ionokat le tudják hasítani a Ca-tartalmú vegyületekből Jelentősek a stromatolitok képződésében Stromatolitok: a cianobaktériumok működésének eredményeként keletkezett üledékes kőzetek.

Recens és fosszilis stromatolitok

A kékeszöld algák az üledéken hártyaszerű réteget hoznak létre, miközben összekapcsolják a szerves törmeléket és az iszapszemcséket. Maga a hártya később elpusztul, de ez az organoszediment struktúra megőrződik. A stromatolit tehát nem fosszilis szervezet. Életnyomnak tekinthető. UREY-SZINT = 0,1 % PAL

Eddigiek: sejtmag nélküliek 1,5 – 2 milliárd évvel ezelőtt: sejtmagos egysejtűek Kb. 1 milliárd éve: szövetes élőlények: nincs fosszilizálódásra alkalmas szilárd váz Csak szórványos leletanyag

Élet a prekambrium végén: AZ EDIACARA BIÓTA Proterozoikum (prekambrium) vége, 575-555 millió év Reginald Sprigg 1947 Pound Kvarcit Formáció Spriggina

Az EDIACARA bióta Nagy méret (a legnagyobbak közel 1-2 m-esek) Lágytestű, szilárd váz nélküli élőlények, lenyomatok a kvarchomokkő felszínén: űrbelűek, gyűrűsférgek, ízeltlábú fajok Sokféle életmód: Tenger aljzatán élő (bentosz) alakok: rögzítettek, az aljzaton mozgók, üledékfalók Úszó (nekton) Szabadon lebegő (plankton) Ragadozó és dögevő alakok hiánya

Ediacara bióta Charnia (csalánozó?) Charnia Parvancorina Mekkora volt? Ez a Charnodiscus 1,2 m „magas” volt Parvancorina (Korai ízeltlábú?) Dickinsonia

Globális elterjedés, hasonló leletegyüttesek:

Az ediakara időszak (Ediacaran Period) A prekambrium legfiatalabb időintervalluma IUGS (Földtudományok Nemzetközi Uniója) 2004 március 630 – 542 Ma Középső részére (575 –555 Ma) Ediacara típusú maradványegyüttesek jellemzőek

II. Fanerozoikum Kainozoikum ----------------------- 65,5 Ma Mezozoikum ------------------------ 251 Ma Paleozoikum ------------------------ 542 Ma

Paleozoikum Hegységképződések Kaledóniai 542 – 350 Ma (ó-paleozoikum) Hercyni (Variszkuszi) 450 – 290 Ma (új-paleozoikum)

KAMBRIUM 542-488 Ma Laurentia (=Kanadai-pajzs) Fenno-szarmácia Angara (Balti + Ukrán) Angara Gondwana

Iapetus Laurencia/Fennoszarmácia között: KAMBRIUM Elnevezés: Wales = Cambria (rómaiak) Kontinensek: Laurencia (ősi É-Amerika, É-Írország, É-Skócia), Fennoszarmácia (ősi Európa, Balti és Ukrán pajzs, + Nagy-Britannia maradéka) Angara ( ősi Szibéria) Gondwana (D-Amerika, Afrika, India, Ausztrália, Antarktisz) Óceánok: Urali-óceán Angara/Fennoszarmácia között: Iapetus Laurencia/Fennoszarmácia között: Panthalassa-óceán

Kambriumi szárazföldi üledékek nem ismertek szárazföldi növényekre nincs bizonyíték Felső-prekambrium: még lágytestű fauna Szinte az összes gerinctelen törzs megtalálható, több kihalt törzzsel (Burgess-pala) Több gerinctelen csoport: szilárd váz megjelenése („mérföldkő”)

A hagyományos beosztás: TRILOBITÁK alapján (háromkaréjú ősrákok) KAMBRIUM A hagyományos beosztás: TRILOBITÁK alapján (háromkaréjú ősrákok) Paradoxites Középső-kambrium Olenellus Alsó-kambrium Olenus (felső-kambrium)

Alsó-kambrium tagolása: Archaeocyathusok alapján is (főleg Szibéria területén)

Chengjiang D-Kína, Yunnan tartomány, Alsó-kambrium, 525 Ma Az első gemkapocs méretű, halszerű gerinces lelőhelye - a gerincesek törzse már jelen volt a kambriumban

a gerinctelenek egyik legfigyelemreméltóbb lelőhelye KAMBRIUM A BURGESS-PALA, 520 Ma a gerinctelenek egyik legfigyelemreméltóbb lelőhelye É-Amerika, Brit-Kolumbia, Sziklás-hg., Burgess-hágó, 1909 Kambrium, 520 millió éves Áthalmozott ősmaradvány együttes, katasztrófaszerű betemetődés, anoxikus környezetben A fauna élőhelye: 70-80 m vízmélység (átvilágított öv), trópus Ízeltlábúak, szivacsok, férgek, gerinchúrosok!

Ízeltlábúak, szivacsok, férgek, gerinchúrosok Burgess-pala, 520 Ma Ízeltlábúak, szivacsok, férgek, gerinchúrosok Hallucigenia Anomalocaris Evolúciós szempontból igen értékes Ottoia Marella (Arthropoda)

Elnevezés: kelta néptörzsről (Wales) ORDOVÍCIUM 488-444 Ma Elnevezés: kelta néptörzsről (Wales) Laurentia és Fennoszarmácia közelednek, Iapetus szűkül (szilúr végére bezárul) Élet: csak a tengerekben!

ORDOVÍCIUM Tengeri gerinctelenek fejlődése: Trilobiták, graptoliták, conodonták Kagylók, cephalopodák, brachiopodák nagy alakgazdagság

Elnevezés: kelta néptörzsről SZILÚR 444-416 Ma Elnevezés: kelta néptörzsről Iapetus (Kaledóniai-óceán) bezáródik Laurencia és Fennoszarmácia ütközik (kollízió) A krétáig együtt maradnak

A növények meghódítják a szárazföldet Szilúr A növények meghódítják a szárazföldet SZÁRAZULATI SZINT = 10% PAL Cooksonia (néhány cm magas) Rhynia

SZILÚR Óriás ősrák brachiopodák, korallok, tengeri liliomok nautiloideák csigák Trilobiták Állkapocs nélküliek Óriás ősrák

Elnevezés: Devonshire grófság (Anglia) DEVON 416 – 359 Ma Elnevezés: Devonshire grófság (Anglia) Laurentia és Fennoszarmácia ütközése Kaledonidák kiemelkedése (Szilúr vége – DEVON) (Skandinávia, Brit-szk., Grönland, Appalache-hg.)

Kaledonidák kiemelkedése Lepusztulás: Old Red Sandstone Az állatvilág meghódítja a szárazföldet

A mai harasztok és nyitvatermők ősei Korpafüvek Zsurlók Páfrányok Devon A mai harasztok és nyitvatermők ősei Korpafüvek Zsurlók Páfrányok Progymnospermopsidák (a nyitvatermők előfutárai)

DEVON Spirifer (pörgekarú) Calceola (korall)

A páncélozott halak: „A devon tengerek kardfogú tigrisei” - hossz: 10 m is!

Devon Porcos halak (cápák, ráják) Csontos halak (sugaras úszójúak: ma virágkor tüdőshalak bojtosúszós halak) négylábúak

DEVON Tiktaalik Ichthyostega

Elnevezés: a széntelepekkel kapcsolatos KARBON 359 – 299 Ma Elnevezés: a széntelepekkel kapcsolatos Trópusi mocsarak – szénképződés - sok telep (össz-szénvastagság 200 m)

Hercyni hegységképződés Karbon Hercyni hegységképződés Laurentia+Fennoszarmácia (É-Atlanti Kontinens) Ettől ÉK-re Angara (az Urali óceán választja el őket) Gondwana és az É-Atlanti Kontinens között: az Ős-Tethys = Hercyni óceán Két nagy kontinens-kollízió (ütközés) Urali-óceán bezáródása Uralidák (Ural-hg.) Hercyni-óceán bezáródása Hercynidák Karbon vége/perm eleje: PANGEA

Hercynida roncsok:

Csótány szárnymaradvány KARBON O2 >100 % PAL Fatermetű harasztok, nagyméretű ízeltlábúak Csótány szárnymaradvány karbon, Kansas USA

Karbon Kagylók, csigák, trilobiták, csövesférgek mellett még a korallok és brachiopodák is gyakoriak Ammoniteszek (Goniatitesz), Ősi típusú tengeri sünök előtérbe kerülése Magyarország: Szabadbattyán és a Bükk-hg. (tengeri karbon)

PERM 299 – 251 Ma Pangea -Panthalassa Elnevezés: Perm, orosz város (Kama folyó mellett) Pangea -Panthalassa

Hegységképződés – lepusztulás: New Red Sandstone (Mecsek és Balatonfelvidék: vöröshomokkő) Bepárlódó tengermedencék: sótelepek Déli-sark jégsapka Különböző éghajlatok – flóraprovinciák GLOSSOPTERIS (magvaspáfrányok rokona) A Gondwana uralkodó növénye (Gondwana kontinensek egykori összetartozásának bizonyítéka)

PERM Dimetrodon, Calamites Előtérben: magvaspáfrány Jobbra hátul: Walchia (nyitvatermő) Trópusi, szavanna-jellegű, száraz évszakkal jellemzett éghajlaton

PERM Szivacsok (sárga színnel), korallok, bryozoák, brachiopodák Fusulinák (Óriás foraminiferák (egysejtűek)) Emlősszerű hüllők, Lystrosaurus

Perm végi nagy kihalás Pangea - selfterületek összeszűkülése Tengeri gerinctelen családok 50 %-a, hüllők 80 %-a, sok rovarcsalád, kétéltű családok 75 %-a kihalt (nagyforaminiferák, ősi korallok (pl. Rugosa korallok), óriás csáprágósok, egyes pörgekarúak, egyes tüskésbőrűek A növényvilágot nem érinti 32 millió éven át tartott