Arcaico

El Arcaico ( IPA : / ɑːrˈkiːən / ar- KEE-ən , también escrito Archaean o Archæan ) , en fuentes antiguas a veces llamado Arcaico , es el segundo de los cuatro eones geológicos de la historia de la Tierra , precedido por el Eón Hádico y seguido por el Proterozoico y el Fanerozoico . El Arcaico representa el período de tiempo desde 4031 hasta 2500 Ma (millones de años atrás). Se hipotetiza que el Bombardeo Intenso Tardío se superpone con el comienzo del Arcaico. La glaciación más antigua conocida ocurrió a mediados del eón.  

Durante el Arcaico, la Tierra era principalmente un mundo acuático : existía corteza continental , pero gran parte de ella se encontraba bajo un superocéano más profundo que los océanos actuales . Excepto por algunos cristales relictos raros ( circón del Hádico ), la corteza continental más antigua que conocemos hoy data del Arcaico. Gran parte de los detalles geológicos del Arcaico han sido destruidos por la actividad tectónica posterior . La atmósfera terrestre también tenía una composición muy diferente a la actual: la atmósfera prebiótica era una atmósfera reductora rica en metano y con escaso oxígeno libre .

Las primeras formas de vida conocidas , representadas principalmente por tapetes microbianos de aguas poco profundas llamados estromatolitos , surgieron en el Arcaico y permanecieron como procariotas simples ( arqueas y bacterias ) a lo largo de todo el eón. Los primeros procesos fotosintéticos , especialmente los de las cianobacterias primitivas , aparecieron a mediados o finales del Arcaico y provocaron un cambio químico permanente en el océano y la atmósfera después del Arcaico.

La palabra Arcaico deriva de la palabra griega arkhē ( ἀρχή ), que significa 'comienzo, origen'. ^{[ 3 ]} Se creía que el Precámbrico carecía de vida (azoico); sin embargo, se encontraron fósiles en depósitos que se consideraron pertenecientes a la era azoica . Antes de que se reconociera el Eón Hádico, el Arcaico abarcaba la historia temprana de la Tierra desde su formación hace aproximadamente 4540 millones  de años hasta hace 2500 millones  de años.

En lugar de basarse en la estratigrafía , el inicio y el final del Eón Arcaico se definen cronométricamente . El límite inferior o punto de partida del eón, de 4031 ± 3  Ma, es reconocido oficialmente por la Comisión Internacional de Estratigrafía ^{[ 1 ]} , que corresponde a la edad de las formaciones rocosas intactas más antiguas conocidas en la Tierra. Por lo tanto, la evidencia de rocas del Eón Hádico precedente se limita, por definición, a fuentes no rocosas ni terrestres, como granos minerales individuales y muestras lunares.

Al comienzo del Arcaico, el flujo de calor de la Tierra era casi tres veces mayor que el actual, y aún duplicaba el nivel actual en la transición del Arcaico al Proterozoico (hace 2500 millones de años ). Este calor adicional provenía en parte del calor residual de la acreción planetaria , de la formación del núcleo metálico y, en parte, de la desintegración de elementos radiactivos . Como resultado, el manto terrestre era significativamente más caliente que en la actualidad. ^{[ 4 ]} 

Aunque algunos granos minerales han sobrevivido del Hádico , las formaciones rocosas más antiguas expuestas en la superficie de la Tierra son Arcaicas. Las rocas Arcaicas se encuentran en Groenlandia , Siberia , el Escudo Canadiense , Montana , Wyoming (partes expuestas del Cratón de Wyoming ), Minnesota (Valle del Río Minnesota), el Escudo Báltico , el Macizo de Ródope , Escocia , India , Brasil , Australia occidental y el sur de África . Las rocas graníticas predominan en todos los restos cristalinos de la corteza Arcaica superviviente. Estos incluyen grandes láminas fundidas y voluminosas masas plutónicas de granito , diorita , intrusiones estratificadas , anortositas y monzonitas conocidas como sanukitoides . Las rocas Arcaicas son a menudo sedimentos de aguas profundas fuertemente metamorfizados, como grauvacas , lutitas , sedimentos volcánicos y formaciones de hierro bandeado . La actividad volcánica fue considerablemente mayor que la actual, con numerosas erupciones de lava, incluyendo tipos inusuales como la komatiita . ^{[ 5 ]} Las rocas carbonatadas son raras, lo que indica que los océanos eran más ácidos, debido al dióxido de carbono disuelto , que durante el Proterozoico. ^{[ 6 ]} Los cinturones de rocas verdes son formaciones arcaicas típicas, que consisten en unidades alternas de rocas ígneas máficas metamorfizadas y sedimentarias, incluyendo rocas volcánicas félsicas arcaicas . Las rocas ígneas metamorfizadas se derivaron de arcos de islas volcánicas , mientras que los sedimentos metamorfizados representan sedimentos de aguas profundas erosionados de los arcos de islas vecinos y depositados en una cuenca de antearco . Los cinturones de rocas verdes, que incluyen ambos tipos de roca metamorfizada, representan suturas entre los protocontinentes. ^{[ 7 ] : 302–303}

La tectónica de placas probablemente comenzó vigorosamente en el Hádico , pero se ralentizó en el Arcaico. ^{[ 8 ] [ 9 ]} La ralentización de la tectónica de placas probablemente se debió a un aumento en la viscosidad del manto debido a la desgasificación de su agua. ^{[ 8 ]} La tectónica de placas probablemente produjo grandes cantidades de corteza continental, pero los océanos profundos del Arcaico probablemente cubrieron los continentes por completo. ^{[ 10 ]} Solo al final del Arcaico es probable que los continentes emergieran del océano. ^{[ 11 ]} La emergencia de los continentes hacia el final del Arcaico inició la meteorización continental que dejó su huella en el registro de isótopos de oxígeno al enriquecer el agua de mar con oxígeno isotópicamente ligero. ^{[ 12 ]}

Debido al reciclaje y metamorfismo de la corteza arcaica, existe una falta de evidencia geológica extensa sobre continentes específicos. Una hipótesis plantea que las rocas que ahora se encuentran en India, Australia occidental y el sur de África formaron un continente llamado Ur hace 3100  millones de años. ^{[ 13 ]} Otra hipótesis, que contradice la primera, plantea que las rocas de Australia occidental y el sur de África se ensamblaron en un continente llamado Vaalbara hace 3600 millones  de años. ^{[ 14 ]} Las rocas arcaicas constituyen solo alrededor del 8 % de la corteza continental actual de la Tierra; el resto de los continentes arcaicos se han reciclado. ^{[ 8 ]}

Para el Neoarcaico , la actividad tectónica de placas pudo haber sido similar a la de la Tierra moderna, aunque hubo una ocurrencia significativamente mayor de desprendimiento de placas resultante de un manto más caliente, placas reológicamente más débiles y mayores esfuerzos de tracción en las placas subducidas debido a que su material cortical se metamorfoseó de basalto a eclogita a medida que se hundían. ^{[ 15 ] [ 16 ]} Hay cuencas sedimentarias bien conservadas y evidencia de arcos volcánicos , rifts intracontinentales , colisiones continente-continente y eventos orogénicos generalizados que abarcan todo el globo, lo que sugiere el ensamblaje y la destrucción de uno y quizás varios supercontinentes . La evidencia de formaciones de hierro bandeado, lechos de sílex , sedimentos químicos y basaltos almohadillados demuestra que el agua líquida era predominante y que ya existían cuencas oceánicas profundas.

Los impactos de asteroides fueron frecuentes a principios del Arcaico. ^{[ 17 ]} La evidencia de las capas de esférulas sugiere que los impactos continuaron hasta finales del Arcaico, a una tasa promedio de aproximadamente un impactor con un diámetro mayor a 10 kilómetros (6 millas) cada 15 millones de años. Esto es aproximadamente del tamaño del impactor de Chicxulub . Estos impactos habrían sido un importante sumidero de oxígeno y habrían causado fluctuaciones drásticas en los niveles de oxígeno atmosférico. ^{[ 18 ]} 

Se cree que la atmósfera del Arcaico carecía casi por completo de oxígeno libre ; los niveles de oxígeno eran inferiores al 0,001 % de su nivel atmosférico actual, ^{[ 20 ] [ 21 ]} y algunos análisis sugieren que eran tan bajos como el 0,00001 % de los niveles modernos. ^{[ 22 ]} Sin embargo, se conocen episodios transitorios de concentraciones elevadas de oxígeno de este eón alrededor de 2980–2960 Ma, ^{[ 23 ]} 2700 Ma, ^{[ 24 ]} y 2501 Ma. ^{[ 25 ] [ 26 ]} Los pulsos de mayor oxigenación en 2700 y 2501 Ma han sido considerados por algunos como posibles puntos de inicio del Gran Evento de Oxigenación , ^{[ 24 ] [ 27 ]} que la mayoría de los estudiosos consideran que comenzó en el Paleoproterozoico ( c. 2400 Ma ). ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} Además, en algunos entornos marinos someros cercanos a la costa existían oasis con niveles de oxígeno relativamente altos durante el Mesoarcaico. ^{[ 31 ]} El océano era en general reductor y carecía de una redoxclina persistente , una capa de agua entre capas oxigenadas y anóxicas con un fuerte gradiente redox , que se convertiría en una característica de océanos posteriores más oxigenados. ^{[ 32 ]} A pesar de la falta de oxígeno libre, la tasa de enterramiento de carbono orgánico parece haber sido aproximadamente la misma que en el presente. ^{[ 33 ]} Debido a los niveles extremadamente bajos de oxígeno, el sulfato era raro en el océano Arcaico, y los sulfuros se producían principalmente a través de la reducción de sulfito de origen orgánico o a través de la mineralización de compuestos que contenían azufre reducido. ^{[ 34 ]} El océano Arcaico estaba enriquecido en isótopos de oxígeno más pesados ​​en relación con el océano moderno, aunque los valores de δ18O disminuyeron a niveles comparables a los de los océanos modernos durante la última parte del eón como resultado de una mayor meteorización continental. ^{[ 35 ]}

Los astrónomos creen que el Sol tenía alrededor del 75-80  por ciento de su luminosidad actual, ^{[ 36 ]} sin embargo, las temperaturas en la Tierra parecen haber estado cerca de los niveles modernos solo 500  millones de años después de la formación de la Tierra (la paradoja del Sol joven y débil ). La presencia de agua líquida se evidencia por ciertos gneises altamente deformados producidos por el metamorfismo de protolitos sedimentarios . Las temperaturas moderadas pueden reflejar la presencia de mayores cantidades de gases de efecto invernadero que más tarde en la historia de la Tierra. ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]} Una extensa desnitrificación abiótica tuvo lugar en la Tierra Arcaica, bombeando el gas de efecto invernadero óxido nitroso a la atmósfera. ^{[ 40 ]} Alternativamente, el albedo de la Tierra puede haber sido menor en ese momento, debido a una menor superficie terrestre y cobertura de nubes. ^{[ 41 ]}

Los procesos que dieron origen a la vida en la Tierra no se comprenden completamente, pero existen pruebas sustanciales de que la vida surgió cerca del final del Eón Hádico o a principios del Eón Arcaico.

Se creía que la evidencia más antigua de vida en la Tierra era el grafito de origen biogénico encontrado en rocas metasedimentarias  de 3700 millones de años de antigüedad descubiertas en el oeste de Groenlandia . ^{[ 42 ]} . Sin embargo, la naturaleza biológica de esas estructuras fue cuestionada posteriormente en un estudio de 2018. ^{[ 43 ]} .

Los fósiles más antiguos identificables consisten en estromatolitos , que son tapetes microbianos formados en aguas poco profundas por cianobacterias . Los estromatolitos más antiguos se encuentran en arenisca  de 3.48 mil millones de años descubierta en Australia Occidental . ^{[ 44 ] [ 45 ]} Los estromatolitos se encuentran a lo largo del Arcaico ^{[ 46 ]} y se vuelven comunes a finales del Arcaico. ^{[ 7 ] : 307} Las cianobacterias fueron fundamentales para crear oxígeno libre en la atmósfera.

Se ha encontrado evidencia adicional de vida temprana en barita  de 3470 millones de años de antigüedad , en el Grupo Warrawoona de Australia Occidental. Este mineral muestra un fraccionamiento de azufre de hasta el 21,1%, ^{[ 47 ]} lo que evidencia la presencia de bacterias reductoras de sulfato que metabolizan el azufre-32 con mayor facilidad que el azufre-34. ^{[ 48 ]}

La evidencia de vida en el Hádico tardío es más controvertida. En 2015, se detectó carbono biogénico en circones datados en 4100  millones de años, pero esta evidencia es preliminar y necesita validación. ^{[ 49 ] [ 50 ]}

La Tierra era muy hostil a la vida antes de los 4300 a 4200 millones de años, y la conclusión es que, antes del Eón Arcaico, la vida tal como la conocemos se habría visto afectada por estas condiciones ambientales. Si bien la vida pudo haber surgido antes del Arcaico, las condiciones necesarias para sustentarla no pudieron haberse dado hasta el Eón Arcaico. ^{[ 51 ]}

La vida en el Arcaico se limitaba a organismos unicelulares simples (sin núcleo), llamados procariotas . Además del dominio Bacteria , también se han identificado microfósiles del dominio Archaea . No se conocen fósiles eucariotas del Arcaico más temprano, aunque podrían haber evolucionado durante el Arcaico sin dejar ninguno. ^{[ 7 ] : 306, 323} Se han reportado esteranos fósiles , indicativos de eucariotas, en estratos del Arcaico, pero se demostró que derivan de la contaminación con materia orgánica más joven. ^{[ 52 ]} No se ha descubierto evidencia fósil de replicadores intracelulares ultramicroscópicos como los virus .

Los microbios fosilizados de tapetes microbianos terrestres muestran que la vida ya estaba establecida en la tierra hace 3.22  Ga. ^{[ 53 ] [ 54 ]}

Thuchomyces , un fósil del Mesoarcaico-Neoarcaico de Sudáfrica, podría ser la primera evidencia de vida terrestre macroscópica; sin embargo, es probable que se trate de una estera microbiana debido a la falta de características eucariotas. ^{[ 55 ]}

• "Arqueano" . Base de datos GeoWhen. stratigraphy.org . Archivado del original el 22 de agosto de 2010. Consultado el 17 de septiembre de 2010 .
• ¿Cuándo comenzó la tectónica de placas? utdallas.edu . Universidad de Texas en Dallas.
• "Arqueano ( escala cronoestratigráfica)" . ghkclass.com