지구의 표층 환경 정보의 대기 조성과 퇴적암의 변천

대기 조성

지금까지 언급된 바와 같은 침착물과 같은 간접적인 정보로부터, 대기 중의 유리 산소가 매우 낮은 수준에 있었다고 추정됩니다. 하지만 구체적으로 어떤 조성이었는지는 증거를 찾기 어렵습니다. 지구 형성기의 지표가 고온의 현무암질 암석의 용융이라고 생각하고, 이것과의 평형 상태를 생각하면, 원시 대기는 메탄·암모니아 등을 주성분으로 하는 환원적인 것이 아니라, 보다 산화적인 N2, CO2, H2O를 주성분으로 하는 대기가 기대됩니다.

 

대기 조성과 퇴적암의 변천

 

한편, 태양 복사는 원래 현재보다 낮은 수준에 있었다고 가정하고 있습니다. 해양의 전면 동결의 지질학적 증거가 발견되지 않은 것, 빙상의 확실한 기록이 27억 년 이전에는 발견되지 않은 것 등을 생각해 아울러 초기 지구 대기의 CO2는 현재보다 높은 레벨에 있고, 그 온실 효과로 기온을 유지하고 있었다고 생각하는 것이 일반적으로 되어 있습니다. 원생대 말에는 광역에 걸쳐 대륙빙상의 발달이 알려져 있지만, 이는 대기 중의 CO2 분압이 현재에 가까운 레벨까지 저하되어 왔기 때문이라고 하는 해석도 이루어지고 있습니다. 가장 오래된 빙하 퇴적물로 보이는 것 중 하나는 캐나다의 전기 원생대 21억 년 전입니다. Gowganda conglomerate라고 불리는 tillite 유래의 암석이 알려져 있습니다. 또 다른 지역에서는 매우 미세한 라미나를 가진 퇴적물 중에 갑자기 굴이 들어오는 소위 "dropstone"도 알려져 있습니다. 이들 빙하성으로 여겨지는 퇴적물은 캐나다 사상지에 300km에 걸쳐 연속적인 분포가 알려져 있고, 그것이 대륙빙상이었을 가능성이 지적되고 있습니다. 유사한 퇴적물은 Witwatersrand의 약 27억 년 전의 지층 중 diamictite로 알려져 있는 것이 있지만, Lowe는 이것에 대해 debris frow에서 유래하는 것일 가능성을 지적하고 있는 등 문제 남아있습니다.

빙하 기록으로 연구

빙하 기록은 지구의 표면 온도에 대한 직접적인 증거일 뿐만 아니라, 온도 조건을 결정하는 요인으로서의 이산화탄소 농도의 변천의 문제, 및 그것을 제어하는 ​​요인으로서의 카본 사이클의 변천을 생각한다 위에서 매우 중요합니다. 특히 어두운 태양의 역설로 유명하지만, 이론적인 태양 진화 시나리오에 근거하면 지구 형성기에는 태양의 광도가 현재의 약 70%, Archean에서 약 80%로 추정되는 반면, 표면 온도가 현재와 크게 변하지 않는 것이었다는 것이 지질학적으로 시사되고 있지만, 이것은 대기 중에 수기압 정도의 이산화탄소 분압을 상정하는 것으로 일반적으로 설명되고 있습니다. Kasting은 빙하 기록을 지표온도의 지표로 대기 중의 이산화탄소 분압의 변천을 논하고 있지만, 온실효과에는 메탄 등도 큰 영향을 미치므로 아직 과제가 남아 있습니다. 현재, 이것 이외에 이전 캄브리아 시대의 대기 조성이나 대기압에 대한 유효한 증거는 없다.

퇴적암의 변천

지질 시대를 통한 퇴적암의 변천에 대해서는 Ronov의 추정이 유명합니다. 그 밖에도 이러한 퇴적물의 지구사적 변천을 논한 연구가 없기 때문에 지금까지 자주 인용되어 왔다. 그러나 Ronov에서는 추정의 근거로 한 데이터가 명확하게 나타내지 않았거나, 1964년이라는 시대에서는 방사연대 측정법이 충분히 확립되어 있지 않은 것 등을 생각하면 신뢰도 다소 낮은 것으로 하는 의견도 있었습니다. 최근 그는 세계 각지의 샘플을 처리하여 얻은 데이터를 다시 정리하고 있으며, 보다 상세한 보고를 내고 있습니다. 그러나 지금까지 광대한 구소련의 어느 지역에서 어떤 비율로 각 시대의 암석이 있는지 구체적인 자료는 국제적으로는 거의 공표되지 않았습니다. 　

암석의 변천 정보를 통한 연구

지표를 구성하는 암석의 변천의 정보로서, 지질 시대의 각 시대를 통한 퇴적암의 조성 변화를 추구하려는 시도는 몇 가지 있어, 각각 지구사에 관한 인식의 중요한 근거를 담당하고 있습니다. 예를 들어 Veizer & Compston은 탄산염 바위의 동위 원소 비율을 사용하여 대륙의 진화를 논의합니다. Veizer에 따르면 25억 년 전을 경계로 87Sr/86Sr비가 급격히 상승하고 있는 것은 대륙이 이 시기에 급속히 성장하고 있다는 해석으로 설명했습니다. 그러나 최근 백악기 이후 해수의 Sr 동위원소비의 변천에 대한 이해가 진행된 것처럼 대륙 표층으로부터의 Flux뿐만 아니라 해저에서의 열수 순환이 Sr의 flux로서 무시할 수 없기 때문에 , 이 문제는 간단하지 않습니다. Veizer는 나중 시대의 암석과 퇴적물의 오염과 오염을 제거하기 위해 얻은 Sr 동위 원소의 수많은 데이터 중 가장 낮은 것을 채택하고 논의하고 있지만 시간축 정확도 의 문제와 함께 검토의 여지가 있습니다. 이와 유사한 방침에서 쇄설암에 대해 더 많은 성격이 다른 지구 화학적 지표를 사용하여 논의한 것이 McLennan & Taylor이다. 그들은 대륙 지각을 대표하는 것으로 특히 과립의 쇄설암의 화학 조성에 주목하고, 약 25 억 년 전 이후에는 과립의 쇄설암의 Ni · Cr 농도가 감소하고, REE 패턴 왼쪽 왼쪽 기울기가 증가하고 Eu의 부정적인 이상이 눈에 띄게 나타나는 등의 변화를 발견했습니다. 그리고 대륙지각의 조성이 이 시기에 크게 변화된 것이 그 현상의 원인이라고 생각했습니다. 같은 경향은 Th/Sc, La/Sc 등의 지표에서도 볼 수 있다고 합니다.