Das Präkambrische Zeitalter
Das Präkambrische Zeitalter. Der Name bedeutet: „vor der kambrischen Periode“. Dieser alte, aber immer noch gebräuchliche Begriff bezeichnete ursprünglich den gesamten Zeitraum der Erdgeschichte vor der Entstehung der ältesten Gesteine mit erkennbaren Fossilien darin. In den letzten Jahrzehnten haben Geologen jedoch herausgefunden, dass es in einigen präkambrischen Gesteinen schwer erkennbare Fossilien gibt, so dass diese Periode nun auch als das kryptozoische oder „obskure Leben“ Eon (von den Worten „crypt“ = „verborgen“ und „zoon“ = „Leben“) bekannt ist.
Das Präkambrium umfasst fast 90 % der gesamten Erdgeschichte und wird in drei Epochen unterteilt: das Hadean, das Archaikum und das Proterozoikum.

Quelle: Unbekannt

Das Zeitalter des Präkambriums umfasst die gesamte geologische Zeit vor 600 Millionen Jahren. Ursprünglich wurde das Präkambrium als die Ära definiert, die der Entstehung des Lebens im Kambrium vorausging. Heute weiß man jedoch, dass das Leben auf der Erde im frühen Archaikum begann und dass versteinerte Organismen im Laufe des Präkambriums immer häufiger wurden.
Die beiden Hauptunterteilungen des letzten Teils des Präkambriums sind das Archaikum (älteste) und das Proterozoikum. Gesteine, die jünger als 600 Ma sind, werden zum Phanerozoikum gezählt.

Nachfolgend finden Sie eine weitere Unterteilung der präkambrischen Zeit.

Quelle: Unbekannt

Hadean
Hadeanisches („Hades-ähnliches“) Zeitalter. Diese Ära begann mit der Entstehung der Erde aus Staub und Gas, die die Sonne umkreisten, vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Während dieser Ära war die Oberfläche der Erde wie die populären Visionen über den Hades: Ozeane aus flüssigem Gestein, kochender Schwefel und Einschlagskrater überall! Überall explodieren Vulkane, und der Regen von Steinen und Asteroiden aus dem Weltraum nimmt kein Ende. Es ist schwer, einen Schritt zu machen, ohne in eine Lava zu fallen oder von einem Meteoriten getroffen zu werden! Die Luft ist heiß, dick, dampfig und voller Staub und Dreck, aber man kann sie sowieso nicht einatmen: Sie besteht nur aus Kohlendioxid und Wasserdampf, mit Spuren von Stickstoff und stinkenden Schwefelverbindungen! Manche Leute glauben, dass ein Asteroid, der so groß wie der Planet Mars war, die Erde zu Beginn des Erdzeitalters getroffen hat und die Erde komplett zertrümmert und geschmolzen hat und den Mond als Teil des „Aufpralls“ gebildet hat! Wow! Niemand hat irgendwelche Felsen aus dieser Ära auf der Erde gefunden. Nur Meteoriten aus dem Weltraum und Mondgestein sind so alt. Wenn sich während dieser Ära Leben auf der Erde gebildet hat, wurde es wahrscheinlich zerstört.
HADEAN EARTH

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Archeanisches
Archeanisches („Uraltes“ oder „Primitives“) Zeitalter. Diese Ära beginnt etwa eine Milliarde Jahre nach der Entstehung der Erde, und die Dinge haben sich sehr verändert! Größtenteils hat sich alles abgekühlt. Der meiste Wasserdampf, der in der Luft war, hat sich abgekühlt und ist zu einem globalen Ozean kondensiert. Sogar das meiste Kohlendioxid ist verschwunden, da es chemisch in Kalkstein umgewandelt wurde und sich auf dem Grund des Ozeans abgelagert hat. Die Luft besteht jetzt fast nur noch aus Stickstoff, und der Himmel ist mit normalen Wolken und Regen gefüllt. Auch die Lava ist größtenteils abgekühlt und bildet den Meeresboden. Das Innere der Erde ist immer noch ziemlich heiß und aktiv, wie die vielen ausbrechenden Vulkane zeigen. Die Vulkane bilden viele kleine Inseln in langen Ketten. Die Inseln sind die einzige Landfläche. Die Inseln werden durch die Bewegung von Gestein tief im Erdinneren über die Erdoberfläche getragen. (Diese Bewegung entsteht durch den Verlust von Wärme aus dem tiefen Erdinneren und wird Plattentektonik genannt.) Gelegentlich kollidieren die kleinen Inseln miteinander, um größere Inseln zu bilden. Irgendwann kollidieren diese größeren Inseln und bilden die Kerne der Kontinente, die wir heute kennen. Gott sei Dank gibt es diese lästigen Asteroiden und Meteoriten nicht mehr, so dass sich nur noch gelegentlich Einschlagskrater bilden. Was ist mit dem Leben?Wenn Sie genau hinschauen, werden Sie Beweise für blaugrüne Algen (eigentlich einfache Bakterien) sehen, die im Ozean schwimmen. Das ist alles, was es gibt! Nur einzellige Bakterien im Ozean. Es gibt noch kein Leben an Land. Das Leben begann im Ozean in der Nähe des Beginns dieser Ära.Die ältesten bekannten Fossilien – die Überreste verschiedener Arten von Bakterien – befinden sich in archaischen Gesteinen, die etwa 3,5 Milliarden Jahre alt sind.
ARCHEAN EARTH

Quelle: Unbekannt

Die folgenden Karten zeigen die wahrscheinlichen Standorte von Gesteinen aus dem Archaikum (frühes Präkambrium), die in vielen Fällen die frühen kontinentalen Kratone bildeten. Kratone sind große Bereiche der kontinentalen Allithosphäre (oder Kruste), die seit dem Präkambrium zusammenhängend und relativ starr geblieben sind. Laurentia, der nordamerikanische Kraton, ist einer der ältesten und größten. Er umfasst die präkambrischen Schilde Kanadas und Grönlands, die bedeckte Plattform und die Becken des nordamerikanischen Inneren. Laurentia verdankt seine Existenz einem Netzwerk von frühproterozoischen orogenen Gürteln. Viele der Gürtel sind Kollisionszonen, die nur die deformierten Ränder von ehemals unabhängigen Mikrokontinenten aus archaischer Kruste bewahren. Andere Gürtel enthalten akkretierte frühproterozoische Inselbögen und damit verbundene intraozeanische Ablagerungen.
So wissen wir heute, dass Kratone die frühen „Kerne“ der Kontinente waren; Sedimentgesteine akkretierten später in der geologischen Zeit an den Rändern dieser Kratone und wurden dann gefaltet und zu Gebirgen gebogen, als ein Kraton mit einem anderen kollidierte, oder sie wurden nach unten abgeworfen, als die Kratone sich aufspalteten (rifteten). Beachten Sie, dass der Kraton für Nordamerika, der heute Kanadischer Schild oder Laurentischer Schild genannt wird, sich nördlich von Michigan befindet und Teile der westlichen UP umfasst.

Quelle: Unbekannt

Die frühen, präkambrischen Kontinente waren anders als die, die wir heute kennen: Sie waren kleiner und hatten Oberflächen aus Eruptivgestein. Auf ihnen lebte kein Leben. Durch die fortgesetzte Pressung der sich abkühlenden, schrumpfenden Kruste revoltierten die aufgestauten Kräfte darunter immer wieder und drückten die Landmassen in die Höhe oder rissen ihre Ränder auf, so dass dort geschmolzenes Gestein in ruhiger oder explosiver vulkanischer Tätigkeit ausströmte. Hohe Gebirgszüge und Plateaus entstanden oder schoben sich über den Meeresspiegel, bis sich schließlich die Kontinente zu den Formen von Kontinentalblöcken absetzten, die unsere Geographie heute zeigt.
Die präkambrischen Ozeane siedelten sich jedoch nicht in den uns bekannten Becken an, sondern bedeckten einen Großteil der Kontinente mit flachen Meeren, in denen die Geschichte einer Milliarde Jahre Erdgeschichte aufgezeichnet werden sollte. Die Kontinentalschelfe sind auch heute noch von flachen Meeren bedeckt und dort wird die heutige Erdgeschichte aufgezeichnet. Was sind das für Aufzeichnungen, die in den flachen Meeren gemacht werden – diese Tafeln der Zeit, auf denen die Geschichte der Zeitalter erzählt wird? Als das erste Eruptivgestein zerbrach, als der erste Wassertropfen sich bewegte, begann die Aufzeichnung. Als die Atmosphäre abkühlte und der Frost kam, wurde die Aufzeichnung schneller. Als Pflanzen und Tiere reichlich vorhanden waren, wurde die Aufzeichnung komplizierter. Die Schwerkraft und das fließende Wasser trugen die gelösten Gesteine die Hänge hinunter, rollten sie zusammen, zerbrachen sie in immer kleinere Partikel und trugen sie ins Meer, wo sie zu Sedimenten wurden, die das Meerwasser trübten. Ein Teil der Sedimente löste sich im Wasser auf, und im Laufe der Zeitalter wurden die Meere salzig. Die Sedimente, die durch Wellen und Strömungen der ersten Ozeane sortiert wurden, setzten sich auf dem Grund der Meere ab und verteilten sich auf diesem Boden. Im Laufe der Zeit wurden die Sedimente Schicht für Schicht aufeinander geschichtet, verdichtet, zementiert und zu einem Gestein verfestigt, das wir Sedimentgestein nennen. Jede Schicht oder jedes Bett ist ein Stratum; geschichtetes oder geschichtetes Gestein wird als bestrifiziert bezeichnet.
Verschiedene Minerale in den alten Eruptivgesteinen wurden über verschiedene Sedimente gebildet. Die harten Minerale wie Quarz sammelten sich als Sand und wurden, da sie schwer waren, nicht so weit ins Meer hinausgetragen. Sie bildeten grobe und feine Gesteine, die wir als Sandsteine bezeichnen. Andere Mineralien wurden zu feinem Ton- und Schlickschlamm zersetzt, der weit von der Küste weggetragen wurde, sich aber schließlich auf dem Meeresboden absetzte und zu einem Gestein verdichtete, das wir Schiefer nennen. Einige der Mineralien lösten sich auf und bildeten Kalk oder Kalziumkarbonat. Als die Eruptivgesteine erodiert wurden, lösten sich einige Mineralien und wurden in Lösung ins Meer getragen; dort bewirkten bestimmte chemische Reaktionen, dass der Kalk ausgefällt wurde und sich stellenweise große Mächtigkeiten von Kalkschlamm bildeten, der schließlich zu einem als Kalkstein bekannten Gestein erstarrte. Andere chemische Reaktionen bewirkten die Bildung von Eisenmineralen, die sich wiederum auf den Grund flacher Meere absetzten, und später in der Erdgeschichte kristallisierten Gips und Salz aus dem Meerwasser aus und bildeten große Gips- und Steinsalzschichten.

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Proterozoikum
Proterozoikum („Frühzeit“) Ära. Wir befinden uns hier vor etwa 700 Millionen Jahren, am Ende des längsten Zeitabschnitts der Erdgeschichte. Sie begann etwa zwei Milliarden Jahre nach der Entstehung der Erde und dauerte noch etwa zwei Milliarden Jahre! Was ist also in all dieser Zeit passiert? Hmmmmm. Es gibt noch eine Menge Land zu sehen. Tatsächlich gibt es zwei Superkontinente, einen, der über den Äquator auf dieser Seite der Erde sichtbar ist, und einen anderen auf der anderen Seite. Diese riesigen Landmassen entstanden durch Kollisionen der vielen, vielen Inseln, die von Vulkanen während des Archaikums und des größten Teils des Proterozoikums gebildet wurden. Das Erdinnere hat sich weiter abgekühlt, und es gibt weniger Vulkane als im Archaikum. Obwohl die Bewegungen der Erdoberfläche, die wir als Plattentektonik bezeichnen, immer noch sehr schnell sind und es häufig zu Kontinentalkollisionen kommt (alle paar hundert Millionen Jahre oder so!), sind die Zentren oder Kerne der Kontinente jetzt recht groß und stabil. In der Tat datieren Geologen den Beginn des Proterozoikums nach dem Alter der ältesten kontinentalen Gesteine, die nicht wieder erwärmt oder chemisch verändert wurden. Das Leben hat sich in den letzten zwei Milliarden Jahren nicht sehr verändert, aber die wenigen Veränderungen sind signifikant. Leben findet man immer noch nur im Ozean, aber vor etwa 1,7 Milliarden Jahren tauchten einzellige Lebewesen auf, die einen echten Zellkern hatten. Eine weitere wichtige Veränderung steht kurz bevor: Echtes mehrzelliges Leben wird etwa 30 Millionen Jahre vor dem Ende des Proterozoikums erscheinen. Diese mehrzelligen Lebewesen werden keine harten Teile wie Schalen oder Zähne in ihrem Körper haben, so dass ihre Fossilien schwer zu finden sein werden. Die Atmosphäre ist ungefähr gleich, hauptsächlich Stickstoff, mit ein wenig Wasserdampf und Kohlendioxid. Aber was ist das? Freier Sauerstoff, der von den in den Ozeanen schwimmenden Algen freigesetzt wird, beginnt sich in der Luft zu sammeln. Diese einzelligen Pflanzen produzieren seit etwa zwei Milliarden Jahren Sauerstoff, aber bis jetzt hat sich der Sauerstoff chemisch mit Eisen und anderen Elementen verbunden, um große Mineralablagerungen rund um die Welt zu bilden. Paradoxerweise ist dieser Sauerstoff, den wir zum Leben brauchen, für die meisten Lebensformen, die im Proterozoikum auf der Erde lebten, giftig, so dass eine weitere große Veränderung der Lebensformen bevorsteht.
Die Erde ist zu dieser Zeit auch sehr kalt, mit riesigen, bläulichen Gletschereisflächen, die auf dem gesamten Superkontinent zu sehen sind, sogar in den normalerweise warmen äquatorialen Regionen! Tatsächlich drangen zu dieser Zeit Gletscher in Michigan ein; diese Vergletscherung wird als Gowganda-Vereisung bezeichnet.
PROTEROZOISCHE ERDE

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Wenden wir uns nun dem einen Kraton zu, der Michigan betrifft: dem Kanadischen Schild. Michigan entstand, als eine schildförmige Masse aus Eruptivgestein, die fast zwei Millionen Quadratmeilen groß war und sich um die Hudsons Bay zentrierte, den ursprünglichen Kontinent Nordamerika bildete, den wir als „Kanadischen Schild“ bezeichnen. Die Spitze des Schildes erstreckte sich nach Süden über das Gebiet der heutigen westlichen Hälfte der nördlichen Halbinsel bis nach Wisconsin, und sein südlicher Rand war ein nach Norden gerichteter Bogen, der sich von der Lake-Superior-Region bis zu den Adirondacks erstreckte. Südlich davon lag ein flaches Meer, das den Rest des Kontinentalblocks bedeckte. Der Granitboden des Meeres wies viele Vertiefungen und Erhebungen auf, aber nur die kesselförmige Vertiefung, die den Schild im Südosten begrenzte, ist für uns von Interesse.Das Becken flachte schaufelförmig nach Osten ab, aber der tiefste Teil befand sich etwa dort, wo heute die südliche Halbinsel liegt. Das war die frühe Formation von Michigan, die basale Grundlage des Staates.
Die Karten unten zeigen die Ausdehnung des Kanadischen Schildes. Im Osten liegt sein instabiler Rand, wo die Faltung der Gesteine später zur Bildung der Appalachen führte.
Im Westen und Süden gab es stabilere Teile des Kontinents, wo nur eine untergeordnete Abwärtsverwerfung und eine Aufwärtsverwerfung stattfand. Eines dieser „abwärts gewölbten“ Gebiete wurde später zum Michigan-Becken, in dem sich viele tausend Meter an Sedimenten ansammelten und später zu Gestein wurden.

Quelle: Unbekannt
Während des ersten Teils des Proterozoikums, einer 200 Millionen Jahre währenden Ruheperiode, die nördlich des Huron-Sees das Huronium bezeichnet, wurden in einem flachen Seetrog, der die Region des Lake Superior bedeckte, dicke Sedimente abgelagert. An manchen Stellen lagerte sich dicker Sand ab, an anderen feiner Schlamm, an wieder anderen Stellen reiner Kalk, der sich im flachen, aber langsam tiefer werdenden Meer ansammelte. Über dem Sand sammelten sich große Massen von Eisenmineralien an, entweder durch chemische Einwirkung oder durch die Arbeit eisenbildender Bakterien, oder durch beides und vielleicht auch durch andere Mittel, bis sich riesige Mächtigkeiten von Sand und Eisensedimenten bildeten und die weltweit größte Eisenlagerstätte in Minnesota, Wisconsin und Michigan im Entstehen war;und in dieser weit zurückliegenden Zeit wurden die Grundlagen von Michigans Reichtum und der Autoindustrie in den alten huronischen Sedimenten gelegt, die wir heute in den Eisengebieten der Countys Marquette, Baraga, Iron, Dickinson, Menominee und Gogebic finden.

Quelle: Foto von Randy Schaetzl, Professor für Geographie – Michigan State University

Die folgende Karte zeigt im Detail, wo die wichtige Grenze zwischen den präkambrischen Gesteinen (PC: des Kanadischen Schildes) und den paläozoischen Sedimentgesteinen des MichiganBasins und der umliegenden Gebiete (C: für Kambrium) verläuft.

Quelle: Unbekannt
Sobald Wasser auf den Kanadischen Schild fiel und die ersten Winde wehten, begann die Verwitterung der Felsen. Die Gesteine begannen abzublättern und aufzubrechen, und die Erosion setzte ein. Mehrmals in diesen frühen turbulenten Äonen wurde das Land an den Rändern der Meere in hohe Gebirgszüge gehoben, wie z. B. die Penokeean Range, nur um dann abgetragen zu werden und ihre Sedimente in die Meere zu tragen, um neue Küsten aufzubauen und sich auf dem Meeresboden zu verteilen, um geschichtete Massen von Sandsteinen, Schiefer und Kalksteinen zu bilden. Jeder neu gebildete Strand vergrößerte die Landfläche und verschob die Land-Wasser-Grenze nach Süden. Mit jeder weiteren Hebung wurden die Sedimentgesteine gebogen, gefaltet, gebrochen, verdreht, verzerrt und verändert. Massen von heißem Eruptivgestein wurden in die zerbrochenen Formationen gepresst und veränderten sie an vielen Stellen vollständig oder metamorphisierten sie, so dass die in den verschiedenen Perioden der Gebirgsbildung und Sedimentation entstandenen Gesteine zu einer sehr komplexen Masse von gestörtem, zerbrochenem (verwerftem), verzerrtem Gestein wurden – den ältesten Gesteinen, die der westlichen Hälfte der nördlichen Halbinsel zugrunde liegen. Alles, was wir von den ältesten Gesteinen sehen können, sind die Huron Mountains und die anderen Granite und ihre Verwandten in den Bezirken Marquette, Baraga und Gogebic. Einst waren sie eine gebirgige Meeresküste, aber ihre Gipfel wurden der Reihe nach abgetragen und alle außer den höchsten unter späteren Sedimenten begraben.

Quelle: Unbekannt
Gerüchte über eine neue geologische Störung, die Gebirgsbildung, unterbrachen die ruhige Huroniansedimentation des frühen Proterozoikums, vor 2,5 – 1,6 Milliarden Jahren. Eine erneute Gebirgsbildung, die sogenannte Penokean-Orogenese (vor 1,8 Mrd. Jahren), hob die nun zu Gesteinen verfestigten Sedimente in die Höhe und zerbröselte, faltete und verzerrte sie dabei. Die Sandsteine wurden zu Quarzit, die Schiefer zu Schiefer, die Kalksteine zu grünem und weißem Marmor metamorphosiert, und die Eisensedimente wurden mit ihnen gefaltet und verändert. Die Gesteine wurden geknackt und gebrochen; sie rutschten und bewegten sich entlang von Verwerfungen, vertikal und horizontal. Einige Gesteinsblöcke wurden auf andere geschoben, einige wurden auf die Spitze gekippt, bis eine wild durcheinander geworfene Masse aus den flachen huronischen Sedimenten entstand. Der rote und schwarze Jaspillit von Jasper Knobnear Ishpeming zeigt, was passiert ist. In Risse im Gestein bahnte sich warmes und heißes Wasser, schwer mineralbeladen, seinen Weg. Diese Wasser hinterließen Ablagerungen von Mineralien, die die Freude des Sammlers sind, obwohl die komplexen huronischen Gesteine, in denen sie zu finden sind, in den letzten hundert Jahren der Grund für die Verzweiflung und den Streit der Geologen waren.Der rosafarbene Pegmatit-Dike im gleißend weißen Marmor des Felch Quarry erzählt die Geschichte einer langen Sedimentation von reinem Kalk, der zu Marmor metamorphosiert wurde, vielleicht durch das geschmolzene Gestein, das rissig wurde und sich seinen Weg durch den Marmor bahnte, dann langsam abkühlte und große Kristalle von Pegmatit bildete.

Teile des obigen Textes wurden aus C.M. Davis Readings in the Geography of Michigan (1964) paraphrasiert.

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