原始地球は私たちの惑星は存在の最初の1,000百万年の間にあったものを参照するために使用される用語です。この範囲には、ハディックイオン(4,600〜4,000 Ma)とアルカイックイオン(4,000〜2,500 Ma)のEoarchic Era(4,000〜3,600 Ma)が含まれます。地質学では、略語Ma(ラテン語、mega annum)は、現在から数百万年前を意味します。
ハディック、古生代、原生代のイオン(2500–542 Ma)は、先カンブリア時代を構成しており、カンブリア紀以前に形成された岩を指します。先カンブリア時代の区分は正式な層序単位ではなく、純粋に年代測定的に定義されます。
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原始地球の形成
宇宙の起源について最も広く受け入れられている説明はビッグバン理論であり、これによると、宇宙はゼロに等しい初期体積(すべての物質が瞬時に1か所に集中し、「特異点」と呼ばれます)から137億年前に膨大な量に達しました。
宇宙はすでに約90億年前であり、45億6700万年前、私たちの太陽系と初期地球が形成されました。この非常に正確な推定は、太陽系にさかのぼる隕石の放射年代測定に基づいています。
太陽は星間物質のガス領域の崩壊によって形成されました。物質の圧縮は、その高温の原因です。ガスと塵の回転円盤は原始的な太陽系星雲を形成し、そこから太陽系の構成要素が生まれます。
初期地球の形成は、「惑星形成の標準モデル」で説明できます。
宇宙塵は、最初に小さな天体間、次に直径が最大4,000キロまでの初期惑星間、最後に少数の大きな惑星間で、降着衝突のプロセスを通じて蓄積します。
原始地球の状態
初期の地球は長い歴史の中で、その環境条件に大きな変化を経験しました。
地獄とみなされる初期条件は、あらゆる形態の生命に絶対に敵対的でした。すべての地球の物質をマグマの海の一部とした温度、隕石、小惑星、小さな惑星による砲撃、そして太陽風によってもたらされる致命的な電離粒子の存在が際立っています。
その後、原始的な地球は冷え、地殻、液体の水、大気、そして最初の有機分子の出現に、そして最後には生命の起源と保護に有利な物理化学的条件の出現を可能にしました。
ハディックイオン
ハディックイオンの知識は、少量の陸上岩石サンプル(4,031〜4.0 Maで形成)の分析から得られ、隕石やその他の天体の物質の研究に基づく推論が補足されています。
地球の形成直後、すでにハディックイオンで、火星サイズの天体と最後の大きな降着衝突が起こりました。衝撃のエネルギーは、地球の大部分を溶かしたり、気化させたりしました。
冷却と蒸気の付着による合体が月を形成しました。地球に残った溶けた物質がマグマの海を形成しました。
液体の金属でできている地球の中心は、マグマの海の深いところから来ています。地殻を形成した石英ガラスが海の上層を構成していました。このステージの大きなダイナミズムは、コア、マントル、地球の地殻、原生生物、そして大気の区別につながりました。
4,568〜4.4 Maの間、地球は生命に敵対的でした。大陸や液体の水はなく、隕石によって激しく砲撃されたマグマの海だけがありました。しかし、この時期、生命の出現に必要な化学的環境条件が発達し始めました。
それはEoarchicでした
これを証明する微化石は知られていないが、生命はハディックイオンとEoarchic時代の間の移行のある時点で発生したと一般に想定されています。
始祖時代は地球の地殻の形成と破壊の時代でした。グリーンランドにある最も古くから知られている岩層は、38億年前に発生しました。地球が最初に所有した超大陸であるバールバラは36億年前に形成されました。
紀元前の時代、3,950〜3,870 Maの間、地球と月は隕石の非常に激しい爆撃を受け、4億年続く穏やかな期間を終えました。月面クレーター(直径20 kmを超える約1,700、直径300〜1200 kmの15)は、この爆撃の最も目に見える結果です。
地球上で、この爆撃は地球の地殻のほとんどを破壊し、海を沸騰させ、おそらく特定のバクテリア、おそらく高温に適応した極限環境菌を除いてすべての生命を殺しました。地上の生命は絶滅の危機に瀕していた。
プレバイオティクスプロセス
20世紀の20年間に、ロシアの生化学者Aleksandr Oparinは、最初は単純な有機分子の出現につながった化学進化のプロセスを通じて、原始地球のような環境で生命が生まれたと提案しました。
大気は、UV光の作用によってラジカルに解離したガス(水蒸気、水素、アンモニア、メタン)で構成されているはずです。
これらのラジカルの再結合により、有機化合物のシャワーが生成され、化学反応が複製可能な分子を生成する原始ブロスが形成されます。
1957年、スタンリーミラーとハロルドユーリーは、熱水と電気火花にさらされたオパリン混合ガスを含む装置を使用して、化学的進化が起こっている可能性があることを示しました。
この実験により、核酸塩基、アミノ酸、糖など、生物に存在する単純な化合物が生成されました。
これも実験的に再現された化学進化の次のステップでは、以前の化合物が一緒に結合して、凝集してプロトバイオントを形成するポリマーを形成します。これらは複製することはできませんが、生細胞のような半透過性および興奮性の膜を持っています。
生命の起源
原生生物は、生殖能力を獲得し、遺伝情報を次世代に伝達することで、生き物に変身しました。
研究室では、短いRNAポリマーを化学的に合成することができます。プロトバイオントに存在するポリマーの中には、RNAがあったに違いない。
マグマが固化し、原始地球の地殻の形成を開始すると、岩の侵食作用により粘土が生成されました。この鉱物は、短いRNAポリマーをその水和した表面に吸着し、より大きなRNA分子を形成するためのテンプレートとして機能します。
研究室では、短いRNAポリマーが酵素として機能し、自身の複製を触媒することも示されています。これは、RNA分子がプロトバイオントで複製され、酵素を必要とせずに最終的には細胞を発生させることができることを示しています。
プロトバイオントのRNA分子のランダムな変化(突然変異)は、自然淘汰が機能する可能性のある変動を生み出します。これは、原核生物から植物や脊椎動物に至るまで、地球上のあらゆる生命体を生み出した進化の過程の始まりでした。
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