Trái đất có lịch sử 4,5 tỷ năm, vậy Trái đất trông như thế nào vào 2 tỷ năm trước?

Ví dụ, Trái Đất được chia thành bốn đại: Hadean, Archean, Proterozoic và Phanerozoic. Kỷ nguyên khủng long là Phanerozoic-Mesozoic-Jurassic và Creta. Hiện tại chúng ta đang ở Phanerozoic-Cenozoic-Quaternary-Holocene. Hai tỷ năm trước, Trái Đất đang ở thời kỳ Nguyên sinh - Cổ nguyên sinh - Kiến tạo núi.

15 giờ một ngày

4,53 tỷ năm trước, một hành tinh trong Mặt trời, Theia, đã va chạm với Trái đất và bị Trái đất bắt giữ để trở thành vệ tinh, chính là Mặt trăng của chúng ta. Từ đó trở đi, trục quay của Trái Đất ổn định, nhưng tốc độ quay của nó cũng ngày càng chậm lại do tác động thủy triều của Mặt Trăng. Hai tỷ năm trước, một ngày trên Trái Đất - tức là chu kỳ tự quay của nó - dài khoảng 15 giờ, và tương ứng, một năm có 590 ngày.

Trái Đất và Mặt Trăng nhìn từ không gian

Chu kỳ quay của Mặt Trăng cũng đang chậm dần lại và đang di chuyển ra xa Trái Đất với tốc độ 3,8 cm mỗi năm. Hiện tại, Mặt Trăng cách Trái Đất 384.000 km, chỉ bằng một nửa khoảng cách cách đây 2 tỷ năm. Ngoài ra , Trái Đất chủ yếu là đại dương, vì vậy hiệu ứng thủy triều hẳn phải xảy ra thường xuyên hơn vào thời điểm đó. Và nó mạnh, dâng cao hơn khi thủy triều lên và rút xa hơn khi thủy triều xuống.

Chuyển đổi từ prokaryotic sang eukaryotic

Không có động vật hay thực vật nào trên Trái Đất cách đây 2 tỷ năm, nhưng Trái Đất không hoàn toàn cằn cỗi. Sự sống nguyên thủy nhất trên Trái Đất đã ra đời trong đại dương từ thời kỳ Thái Cổ trước thời kỳ Nguyên Sinh, cách đây 3,8 tỷ năm. Vào thời điểm đó, chúng là một số vi khuẩn kỵ khí và là sinh vật nhân sơ, tức là sinh vật không có nhân.

Sinh vật nhân chuẩn bậc thấp Paramecium, nhân có thể nhìn thấy rõ ràng

Sự sống ban đầu tiến hóa rất chậm, gần như không có thay đổi trong hàng tỷ năm. Trước đây, người ta tin rằng các sinh vật nhân chuẩn sớm nhất (sinh vật có nhân, bao gồm con người, động vật và thực vật) xuất hiện cách đây 1,6 tỷ năm, nhưng một hóa thạch từ 2,1 tỷ năm trước cho thấy các sinh vật giống tảo. sinh vật, điều đó có nghĩa là Sinh vật nhân chuẩn xuất hiện sớm hơn nhiều so với chúng ta nghĩ trước đây.

Trung tâm năng lượng của tế bào: ty thể

Hai tỷ năm trước, một sinh vật kỵ khí nhân chuẩn đã nuốt một Proteobacterium nhưng không tiêu hóa và hấp thụ hoàn toàn. Vi khuẩn bị nuốt vẫn tiếp tục sống sót và sinh sản trong tế bào chính, cuối cùng hình thành mối quan hệ cộng sinh nội bộ. Vi khuẩn bị nuốt cuối cùng trở thành bào quan của sinh vật nhân chuẩn, đóng vai trò là trung tâm hô hấp và tạo ra năng lượng, cụ thể là ty thể.

Biến đổi khí quyển

Ngày nay, bầu khí quyển của sao Kim và sao Hỏa có hơn 95% là carbon dioxide, và tình trạng này cũng tương tự ở Trái Đất thời kỳ đầu. Sau đó, vi khuẩn lam có khả năng quang hợp xuất hiện, tiêu thụ carbon dioxide để tạo ra oxy. Điều này ban đầu không gây ra sự gia tăng nồng độ oxy trong khí quyển, vì một lượng lớn sắt (II) hòa tan trong đại dương, các ion sắt (II) này khử oxy để tạo thành oxit sắt, kết tủa trên đáy biển và màu xanh lục nhạt (màu của các ion sắt (II) ) đại dương dần chuyển màu Nước trở nên trong hơn và quá trình quang hợp có thể diễn ra ở các lớp nước sâu hơn.

Các mỏ sắt hình thành trước thời kỳ Đại oxy hóa

Phải mất hơn mười tỷ năm để các ion sắt trong đại dương cạn kiệt. Khoảng 2,4 tỷ năm trước, các ion sắt đã bị oxy hóa hoàn toàn, oxy bắt đầu hòa tan trong nước biển và được giải phóng vào khí quyển. Hàm lượng oxy trong khí quyển đạt tới 4% (ngày nay là 21%), một sự kiện được gọi là Sự kiện oxy hóa lớn. Oxy là chất độc đối với các sinh vật kỵ khí vào thời điểm đó, và một số lượng lớn các sinh vật kỵ khí đã chết. Chỉ có một số rất nhỏ trong số chúng thích nghi với môi trường hiếu khí và sống sót. Các sinh vật hiếu khí bắt đầu phát triển mạnh.

Quả cầu tuyết tan chảy

Từ khi Trái Đất ra đời cho đến 2 tỷ năm trước, cường độ ánh sáng mặt trời yếu hơn ngày nay từ 30% đến 20%. Nếu không có hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ của Trái Đất có lẽ sẽ ở mức âm hàng chục độ trong suốt cả năm nước lỏng tròn sẽ đóng băng và sự sống sẽ khó có thể duy trì. May mắn thay, bầu khí quyển của Trái đất vào thời điểm đó chứa một lượng lớn carbon dioxide và methane (hiện tại carbon dioxide chỉ chiếm 0,03% và methane không đáng kể). Đây là những khí nhà kính rất mạnh duy trì môi trường ấm áp của Trái đất và nước lỏng, cho phép sự sống để tồn tại và sinh sản.

Tuy nhiên, vi khuẩn lam vẫn tiếp tục tiêu thụ carbon dioxide để tạo ra oxy, và oxy trong khí quyển sẽ oxy hóa mêtan một cách chậm rãi. 2,4 tỷ năm trước, với việc giảm khí nhà kính và thực tế là cường độ ánh sáng mặt trời chỉ bằng 85% ngày nay, nhiệt độ của Trái đất đã giảm xuống -50℃ trong hàng chục nghìn năm. Toàn bộ Trái đất đã bị đóng băng và đi vào Kỷ băng hà đầu tiên, kỷ băng hà Huronian, kéo dài 300 triệu năm, từ 2,4 tỷ đến 2,1 tỷ năm trước.

Các sông băng Bắc Cực, thời kỳ băng hà Huronian, toàn bộ Trái Đất đều như thế này

Trái đất phủ đầy tuyết phản chiếu nhiều ánh sáng mặt trời trở lại không gian hơn, tạo ra hiệu ứng phản hồi tích cực và xu hướng Trái đất trở nên lạnh hơn dường như không thể đảo ngược. May mắn thay, bên trong trái đất vẫn còn hoạt động, và carbon dioxide và methane do núi lửa giải phóng cuối cùng đã phá vỡ lớp băng vào một ngày. Những khí nhà kính này đã làm tan băng trái đất trong hàng chục nghìn năm.

Hai tỷ năm trước, Trái Đất thời kỳ Tuyết cầu đã tan chảy và đang trong thời kỳ gian băng, nhưng từ Sự kiện Oxy hóa Lớn đến 600 triệu năm trước, Trái Đất vẫn ở trạng thái tương đối lạnh và trải qua nhiều quá trình từ đóng băng đến tan băng.

Sự ra đời của Columbia

Vào thời kỳ đầu, lõi Trái Đất nóng hơn bây giờ, núi lửa hoạt động mạnh hơn nhiều so với ngày nay và có hai loại chuyển động địa chất: theo chiều dọc và theo chiều ngang. Chuyển động theo chiều thẳng đứng là sự chìm xuống của các mảng lục địa, trong khi chuyển động theo chiều ngang là sự va chạm của các mảng lục địa. Bắt đầu từ Liên đại Nguyên sinh cách đây 2,5 tỷ năm, chuyển động địa chất theo chiều thẳng đứng không còn nữa, chỉ còn lại chuyển động theo chiều ngang, và các mảng kiến ​​tạo chính dần ổn định.

Siêu lục địa Columbia

Trong khoảng từ 2,1 tỷ đến 1,8 tỷ năm trước, vụ va chạm mảng kiến ​​tạo và chuyển động kiến ​​tạo núi đầu tiên trên quy mô toàn cầu đã xảy ra, dẫn đến sự hình thành siêu lục địa đầu tiên trong lịch sử địa chất - Siêu lục địa Columbia. Tất nhiên, vào thời điểm đó không có sự sống trên đất liền, thậm chí cả đất đai; đó là một thế giới đầy đá. Sau đó, các khối khác nhau trải qua nhiều lần tách ra và sáp nhập, và bố cục đất liền và biển trở thành như ngày nay.

Điều đáng nói là 2,02 tỷ năm trước, một tiểu hành tinh lớn - lớn hơn nhiều so với tiểu hành tinh đã gây ra sự tuyệt chủng của loài khủng long - đã va vào vị trí Nam Phi ngày nay và tạo ra hố thiên thạch Vredefort, đây là hố thiên thạch lớn nhất trên Trái Đất. và là hố thiên thạch lớn nhất được biết đến trên thế giới. Bụi do thiên thạch tạo ra bao phủ bầu trời và mặt trời, và nhiều vi khuẩn nguyên thủy hẳn đã chết vì điều này.

Miệng núi lửa Vredefort

Tóm tắt

Một ngày chỉ có 15 giờ. Bầu khí quyển, chủ yếu bao gồm carbon dioxide và methane, đang được chuyển đổi thành bầu khí quyển chủ yếu bao gồm nitơ và oxy. Các sinh vật nhân chuẩn nguyên thủy nhất đã xuất hiện, ty thể vừa mới định cư trong tế bào và một số lượng lớn vi khuẩn kỵ khí đã chết. Vi khuẩn đang phát triển mạnh, Trái đất tuyết hình thành từ Kỷ băng hà Huronian đã tan chảy, các vụ va chạm mảng lớn và các chuyển động xây dựng núi đang diễn ra, và siêu lục địa Columbia sắp hình thành. Đây là Trái Đất cách đây 2 tỷ năm.

Hai tỷ năm trước, Trái Đất có vẻ cằn cỗi, nhưng thực tế nó tràn đầy sự sống. Các đại dương mà sự sống phụ thuộc vào rất rộng lớn, oxy ngày càng dồi dào, tia nắng mặt trời ngày càng ấm hơn, sự sống nguyên thủy đang phát triển mạnh mẽ và các sinh vật phức tạp hơn đang dần xuất hiện. Mọi thứ đang phát triển theo hướng tốt.