Czerwona broń Gunflint

Gunflint chert
Zasięg stratygraficzny : 1,88 Ga
Microfossils of microbes similar to cyanobacteria, Gunflint Formation, north shore of Lake Superior, 1.9 billion years old, chert - Redpath Museum - McGill University - Montreal, Canada - DSC07897.jpg
Mikroskamieniałości drobnoustrojów podobnych do sinic , formacja Gunflint, północny brzeg jeziora Superior, wiek 1,9 miliarda lat
Typ Formacja geologiczna
Litologia
Podstawowy Formacja żelaza pasmowego
Lokalizacja
Region  
  Minnesota Ontario
Sekcja typu
Nazwany dla Zasięg Gunflinta

Gunflint wzdłuż chert (1,88 Ga ) to sekwencja pasmowych skał formacji żelaza , które są odsłonięte w Gunflint Range w północnej Minnesocie i północno-zachodnim Ontario północnego brzegu jeziora Superior . Gunflint Chert ma paleontologiczne , ponieważ zawiera dowody życia drobnoustrojów z paleoproterozoiku . Gunflint Chert składa się z biogennych stromatolitów . W momencie odkrycia w latach pięćdziesiątych XX wieku była to najwcześniejsza forma życia odkryta i opisana w literaturze naukowej, a także najwcześniejszy dowód na fotosyntezę . Czarne warstwy w sekwencji zawierają mikroskamieniałości , które mają od 1,9 do 2,3 miliarda lat. Stromatolity kolonie cyjanobakterii , które przekształciły się w jaspis, znajdują się w Ontario. Pasiasta kamienia składa się z naprzemiennych warstw warstw bogatych w tlenek żelaza przełożonych krzemionkę . Tlenki żelaza to zazwyczaj hematyt lub magnetyt z ilmenitem , podczas gdy krzemiany to głównie kryptokrystaliczny kwarc , taki jak chert lub jaspis , wraz z kilkoma pomniejszymi minerałami krzemianowymi.

Formacja Gunflint Iron (odsłonięta jako Gunflint Range ) obejmuje północno-zachodnie Ontario i północną Minnesotę wzdłuż brzegów jeziora Superior. Typowa lokalizacja formacji Gunflint Iron znajduje się w Schreiber, ON, w pobliżu Thunder Bay w Lake Superior .

Geolog Stanley A. Tyler po raz pierwszy zbadał ten obszar w 1953 roku i zauważył czerwone stromatolity. Pobrał również próbkę kruczoczarnej warstwy cherta, która podczas obserwacji petrograficznej ujawniła kilka realistycznych małych kulek, prętów i włókien o wielkości mniejszej niż 10 mikrometrów . Elso Barghoorn , paleobotanik z Harvardu , przyjrzał się następnie tym samym próbkom i doszedł do wniosku, że „były to rzeczywiście strukturalnie zachowane organizmy jednokomórkowe ”. W 1965 roku obaj naukowcy opublikowali swoje przełomowe odkrycie i nazwali pierwszą odmianę flory Gunflint . Wywołało to akademicką panikę w celu zbadania prekambryjskich mikroskamieniałości z podobnych środowisk proterozoicznych . Chociaż od tego czasu opisano starsze mikroskamieniałości, mikrofauna Gunflint jest historycznym odkrycie geologiczne i pozostaje jednym z najsolidniejszych i najbardziej różnorodnych skamielin mikrofauny z prekambru.

Stratygrafia

Formacja żelaza Gunflint to pasmowa formacja żelaza , złożona głównie z gęstych warstw chertu i łupków przekładek z warstwami węglanu ankerytu . Warstwy chertów można podzielić na warstwy czarne (zawierające materiał organiczny i piryt ), warstwy czerwone (zawierające hematyt ) i warstwy zielone (zawierające syderyt ). Formacja Gunflint Iron należy do grupy Animike i można ją podzielić na cztery sekcje stratygraficzne , sekcje Lower Cherty, Lower Slaty, Upper Cherty i Upper Slaty. Mikroskamieniałości można znaleźć w stromatolitycznych warstwach chertu, składających się z cyjanobakterii , włókien alg, sferoidów przypominających zarodniki i bogatych w substancje organiczne ooidów .

Historia

Geolog Stanley A. Tyler po raz pierwszy zbadał pasmo Gunflint w 1953 roku i zaobserwował formacje z czerwonymi żelaznymi pasmami i czarną chertą, zwracając uwagę na prawdopodobne stromatolity , chociaż nie zamierzał publikować swoich obserwacji przez następną dekadę. AM Goodwin zbadał później fację geologiczną formacji Gunflint Iron Formation w 1956 roku, co zaowocowało jedną z pierwszych publikacji naukowych na temat regionu, ale jego raport jest pozbawiony jakiejkolwiek wzmianki o mikroskopijnym życiu. Pierwsze publikacje zwracające uwagę na geobiologiczne znaczenie Gunflint Chert pojawiły się w 1965 roku, kiedy to dwa artykuły naukowe podkreślające Gunflint mikrofauny zostały opublikowane w wybitnym czasopiśmie Science . Tymi artykułami były „ Microorganisms from the Gunflint Chert” Stanleya Tylera i Elso Barghoorna oraz Preston Cloud (University of California at Santa Barbara) „Significance of the Gunflint ( Precambrian ) Mikroflora”. Choć opublikowane prawie w tym samym czasie, oba artykuły posłużyły jako przełomowe publikacje wprowadzające ideę życia występującego w prekambrze. Każdy artykuł miał wyraźnie różne ogniska: podczas gdy Barghoorn i Tyler dążyli do scharakteryzowania poszczególnych mikroorganizmów, które składają się na Gunflint chert z taksonomicznego i morfologicznego punktu widzenia, Cloud skupił się na znaczeniu perspektywy życia istniejącej w okresie prekambryjskim na większą skalę i jej implikacjach dla dziedziny paleontologii prekambryjskiej . Publikacja tych dwóch przełomowych artykułów otworzyła wrota do szerokiego wachlarza badań paleontologicznych i geochemicznych w celu zbadania prekambryjskich mikroskamieniałości z podobnych środowisk proterozoicznych.

Wiek

Mikrofauna Gunflint chert jest w wieku od średniego do późnego paleoproterozoiku (około 1,878 Ga ± 1,3 mA , jak określono za pomocą technik datowania uranu i ołowiu ). Ten wiek ulegał wahaniom, ponieważ techniki datowania stały się bardziej dokładne i precyzyjne. Początkowe datowanie całej skały rubidowo-strontowej i potasowo-argonowej określiło wiek formacji żelaza Gunflint na 1,56-163 Ga . Datowanie całej skały neodymowo-samarium później umieściło wiek między 2,08 a 2,11 Ga. Wreszcie datowanie międzywarstwowego popiołu warstwy w formacji Gunflint Iron dały wiek między 1,86 a 1,99 Ga, który jest najbardziej podobny do obecnego konsensusowego wieku 1,878 Ga ± 1,3 Ma. W momencie odkrycia Gunflint Chert najstarszym znanym dowodem życia była fauna ediacaran (635-541 mln lat temu), zespół późnego prekambru, mniej niż połowa wieku mikroorganizmów Gunflint.

Różnorodność mikrofauny

Najobficiej występującymi organizmami w Gunflint są włókna występujące w tkaninach stromatolitycznych i zazwyczaj mają średnicę od 0,5-6,0 μm i długość do kilkuset mikronów . Mikrofaunę Gunflint można podzielić na dwie szerokie kategorie: włókna i sferoidy . W przełomowej pracy Barghoorna i Tylera z 1965 roku trzy nowe rodzaje i cztery nowe gatunki cyjanobakterii nitkowatych zostały odkryte z Gunflint chert. Od tego czasu zidentyfikowano różne nowe rodzaje i gatunki, niektóre nazwane na cześć Barghoorna, Tylera i Clouda w uznaniu ich wczesnego wkładu w zdefiniowanie zespołów drobnoustrojów Gunflint .

Mikroorganizmy nitkowate

Mikroorganizmy nitkowate w Gunflint Chert reprezentują mieszaną populację fotosyntetycznych cyjanobakterii i bakterii utleniających żelazo . W odkrywki nitkowate cyjanobakterie Gunflint tworzą kopuły stromatolityczne o skali metra , które są dostrzegalne wzdłuż sekcji stratygraficznej Gunflint Iron Formation . Przykłady nowo zidentyfikowanych rodzajów i gatunków nitkowatych w Gunflint Chert obejmują rodzaj Gunflintia i gatunek Animikiea septate , Entosphaeroides amplus i Archaeorestis schreiberensis .

Mikroorganizmy sferoidalne

Sferoidalne ciała podobne do zarodników w Gunflint Chert występują nieregularnie rozmieszczone w formacji Gunflint Iron i mają średnicę od 1 do 16 μm . Ciała sferoidalne mają morfologię od kulistej do elipsoidalnej . Zazwyczaj są otoczone membraną, która może różnić się grubością ścian i morfologią. , że ciała sferoidalne są różnymi rzeczami, takimi jak jednokomórkowe cyjanobakterie , endogennie wytwarzane przetrwalniki bakterii pochodzenia, swobodnie pływające bruzdnice i zarodniki grzybów . Przykłady nowo zidentyfikowanych sferoidalnych rodzajów i gatunków w Gunflint Chert obejmują rodzaje Huroniospora i Eoasatrion , jak również gatunek Eosphaera tyleri .

Ochrona mikrofauny

Sugerowano różne dominujące modele tafonomiczne jako mechanizmy wyjątkowej ochrony mikrofauny Gunflint Chert . Przykłady tych modeli tafonomicznych obejmują konserwację pozostałości organicznych, pirytyzację drobnoziarnistą , pirytyzację gruboziarnistą, asocjację węglanów i konserwację hematytu . W przypadku konserwacji pozostałości organicznych warstwa materiału organicznego o barwie od jasno do ciemnobrązowej zarysowuje mikroorganizmy , działając jak plama i zachowując włókna, ciała przypominające zarodniki i romby węglanowe w obrębie chert . Pirytyzacja drobnoziarnista jest najczęstszym rodzajem konserwacji w Gunflint Cherts, w której połączenie drobnoziarnistego (w mikrometrów ) pirytu z materią organiczną zachowuje morfologię mikroorganizmów nitkowatych i sferoidalnych. Pirytyzacja gruboziarnista występuje, gdy minerały pirytu w skali milimetrowej zastępują materię organiczną w chertach, zachowując morfologię mikroorganizmów. W asocjacji węglanowej włókna, zarodniki i inne struktury organiczne mogą być zachowane przez mineralizację węglanową (<1 μm średnicy) osadzoną w chercie matryca . Minerały węglanowe mogą tworzyć ciągłe ciała lub serie soczewek wyznaczających nitkowate szczątki cyjanobakterii. Mineralizacja węglanowa jest często obserwowana w śladowych kryształach pirytu. Konserwacja hematytu jest mniej powszechnym trybem tafonomicznym, ale czasami można go znaleźć na styku czarnych stromatolitycznych i czerwonego jaspisu . W tej metodzie konserwacji włókna hematytu o średnicy <1 μm otaczają (i czasami zastępują) skamieniałości nitkowate i często są obrysowane warstwami węglowymi i ziarnami pirytu. W wyniku niezwykłego zachowania mikroorganizmów w opisanych powyżej trybach tafonomicznych, Gunflint Chert jest czasami opisywany jako pierwszy prekambryjski lagerstätte lub wyjątkowo zachowany zespół skamielin.

Znaczenie i implikacje paleośrodowiskowe

W latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku stan atmosfery prekambryjskiej nie był dobrze scharakteryzowany. Odkrycie mikroflory Gunflint ujawniło, że fotosynteza (lub starożytna autotroficzna modalność prekursorowa) miała miejsce 1,8 miliarda lat temu, a atmosfera była wystarczająco natleniona, aby podtrzymać życie drobnoustrojów. Mineralogia formacji żelaza pasmowego Gunflint ujawnia złożony związek między tymi redoks warunków w całej formacji Gunflint. Wiele gatunków żelaza w formacji Gunflint dostarcza dowodów na silnie utleniającą atmosferę, z pewnymi miejscowymi warunkami redukującymi, które pozwoliły na transport dużych ilości żelaza w rozpuszczalnym stanie żelazawym.

Chociaż mikrofauna Gunflint nie reprezentuje już najstarszego życia odkrytego na Ziemi, w momencie odkrycia cofnęła przypuszczalny wiek fotosyntezy i początek granicy życia o ponad miliard lat. To odkrycie zachęciło pokolenia paleontologów i geomikrobiologów do zastanowienia się nad starożytnymi warunkami tlenu w atmosferze i stanami redoks oraz do kontynuowania poszukiwań starszego życia drobnoustrojów.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gunflint_chert&oldid=1120386552 ”