ERA PRECAMBRYJSKA
Era prekambryjska. Nazwa ta oznacza: „przed okresem kambryjskim”. Ten stary, ale wciąż powszechnie używany termin pierwotnie odnosił się do całego okresu historii Ziemi przed powstaniem najstarszych skał, w których można rozpoznać skamieniałości. W ostatnich kilkudziesięciu latach geolodzy odkryli jednak, że w niektórych skałach prekambryjskich znajdują się trudne do rozpoznania skamieniałości, dlatego okres ten jest obecnie znany również jako Eon kryptozoiczny lub Eon „życia niejasnego” (od słów „crypt” = „ukryty” i „zoon” = „życie”). rekambryjski obejmuje prawie 90% całej historii Ziemi i został podzielony na trzy ery: hadeńską, archeańską i proterozoiczną.

Źródło: Nieznane

Era prekambryjska obejmuje cały czas geologiczny sprzed 600 mln lat temu. Era prekambryjska została pierwotnie zdefiniowana jako era poprzedzająca pojawienie się życia w okresie kambryjskim. Obecnie wiadomo jednak, że życie na Ziemi rozpoczęło się we wczesnym Archeanie i że skamieniałe organizmy stawały się coraz bardziej obfite przez cały czas prekambru.
Dwa główne poddziały ostatniej części Prekambru to Archean (najstarszy) i Proterozoik. Skały młodsze niż 600 Ma zaliczane są do fanerozoiku.

Poniżej znajduje się inny rodzaj podziału czasu prekambryjskiego.

Źródło: Nieznane

Hadean
Era Hadesu („Hadesopodobna”). Era ta rozpoczęła się wraz z uformowaniem się Ziemi z pyłu i gazu krążącego wokół Słońca około 4,6 miliarda lat temu. W tej epoce powierzchnia Ziemi przypominała popularne wizje o Hadesie: oceany płynnej skały, wrząca siarka i wszędzie kratery uderzeniowe! Wulkany wybuchają wszędzie, a deszcz skał i asteroidów z kosmosu nigdy się nie kończy. Trudno jest zrobić krok bez wpadnięcia w kałużę lawy lub uderzenia meteoru! Powietrze jest gorące, gęste, parne, pełne pyłu i kurzu, ale i tak nie da się nim oddychać: składa się tylko z dwutlenku węgla i pary wodnej, ze śladowymi ilościami azotu i śmierdzących związków siarki! Wszelkie skały, które powstają z chłodzących się law, są szybko zakopywane pod nowymi strumieniami lawy lub rozsadzane na kawałki przez kolejne uderzenie.Niektórzy uważają, że asteroida wielkości planety Mars uderzyła w Ziemię na początku ery Hadean, całkowicie rozbijając i topiąc Ziemię oraz tworząc Księżyc jako część „rozprysku”! Wow! Nikt nie znalazł żadnych skał na ziemi z tej ery. Tylko meteoryty z kosmosu i skały księżycowe są tak stare. Jeśli jakiekolwiek życie uformowało się na Ziemi podczas tej ery, prawdopodobnie zostało zniszczone.
ZIEMIA HADEAN

Źródło: Nieznane
Archean
Era Archeańska („Starożytna” lub „Prymitywna”). Ta era zaczyna się około miliarda lat po uformowaniu się Ziemi, i rzeczy bardzo się zmieniły! Głównie wszystko się ochłodziło. Większość pary wodnej, która była w powietrzu, ochłodziła się i skondensowała, tworząc globalny ocean. Nawet większość dwutlenku węgla zniknęła, po chemicznej zmianie w wapień i osadzeniu na dnie oceanu. Powietrze składa się teraz głównie z azotu, a niebo jest wypełnione normalnymi chmurami i deszczem. Lawa jest również w większości schłodzona, tworząc dno oceanu. Wnętrze Ziemi jest nadal dość gorące i aktywne, o czym świadczy wiele wybuchających wulkanów. Wulkany tworzą wiele małych wysp w długich łańcuchach. Wyspy są jedyną powierzchnią lądową. Kontynenty jeszcze się nie uformowały. Wyspy są przenoszone nad powierzchnią Ziemi przez ruchy skał głęboko we wnętrzu Ziemi. (Ruch ten wynika z utraty ciepła z głębokiego wnętrza i nazywany jest tektoniką płyt). Od czasu do czasu małe wyspy zderzają się ze sobą, tworząc większe wyspy. W końcu te większe wyspy zderzą się ze sobą, tworząc rdzenie kontynentów, które znamy dzisiaj. Dzięki Bogu te paskudne asteroidy i meteoryty w większości zniknęły, więc kratery uderzeniowe powstają tylko sporadycznie. A co z życiem? Jeśli dobrze się przyjrzysz, zobaczysz dowody na istnienie niebiesko-zielonych alg (tak naprawdę prostych bakterii) pływających w oceanie. To wszystko! Nie ma jeszcze życia na lądzie. Życie zaczęło się w oceanie na początku naszej ery.Najstarsze znane skamieniałości – szczątki różnych rodzajów bakterii – znajdują się w skałach archeanu sprzed około 3,5 miliarda lat.
ARCHEAN ZIEMI

Źródło: Unknown

Następne mapy pokazują prawdopodobne lokalizacje skał archeańskich (wczesnoprekambryjskich), które w wielu przypadkach tworzyły wczesne kratery kontynentalne. Kratony to duże obszary kontynentalnej litosfery (lub skorupy ziemskiej), które pozostały spójne i stosunkowo sztywne od prekambru. Laurentia, krater północnoamerykański, jest jednym z najstarszych i największych. Obejmuje on prekambryjskie tarcze Kanady i Grenlandii, zakrytą platformę i baseny północnoamerykańskiego wnętrza. Laurentia zawdzięcza swoje istnienie sieci wczesnoproterozoicznych pasów orogenicznych. Wiele z tych pasów to strefy kolizji zachowujące jedynie zdeformowane brzegi dawnych niezależnych mikrokontynentów zbudowanych ze skorupy archeańskiej. Inne pasy zawierają akrecyjne wczesnoproterozoiczne łuki wyspowe i związane z nimi osady wewnątrzoceaniczne.
W ten sposób wiemy obecnie, że kratery były wczesnymi „rdzeniami” kontynentów; skały osadowe akreowały na krawędziach tych kraterów w późniejszym okresie geologicznym, a następnie były fałdowane i wyginane w góry, gdy jeden krater zderzał się z drugim, lub były obniżane, gdy kratery rozszczepiały się (ryftowały). Zauważ, że krater dla Ameryki Północnej, obecnie nazywany Tarczą Kanadyjską lub Tarczą Laurentiańską, znajduje się na północ od Michigan i obejmuje części zachodniej UP.

Źródło: Nieznane

Wczesne, prekambryjskie kontynenty nie przypominały tych, które znamy dzisiaj: były mniejsze i miały powierzchnie ze skał iglastych. Nie żyło na nich życie. Ciągłe ściskanie stygnącej, kurczącej się skorupy ziemskiej spowodowało, że spiętrzone siły pod spodem wielokrotnie się buntowały i popychały lądolody wyżej, lub pękały na ich krawędziach i tam wylewały stopioną skałę w cichej lub wybuchowej aktywności wulkanicznej. Wysokie łańcuchy górskie i płaskowyże zostały zbudowane lub wypchnięte ponad poziom oceanu, aż w końcu kontynenty osiadły do form bloków kontynentalnych, które nasze geografie pokazują dzisiaj. ednakże oceany prekambryjskie nie osadziły się w basenach, jakie znamy, lecz pokryły większą część kontynentów płytkimi morzami, w których miała zostać zapisana historia miliarda lat historii Ziemi. Szelfy kontynentalne są, nawet dzisiaj, pokryte płytkimi morzami i tam zapisywana jest dzisiejsza historia geologiczna. Czym są te zapisy dokonane w płytkich morzach – te tablice czasu, na których opowiedziana jest historia wieków? Kiedy pękła pierwsza skała iglasta, kiedy poruszyła się pierwsza kropla wody, rozpoczął się zapis. Kiedy atmosfera ochłodziła się i pojawił się mróz, zapis stał się szybszy. Kiedy życie roślinne i zwierzęce stało się obfite, zapis się skomplikował. Zmiany temperatury spowodowały, że skały granitowe złuszczyły się na powierzchni, grawitacja i poruszające się wody niosły rozluźnione skały w dół zboczy, toczyły je razem, łamały na coraz mniejsze cząstki, niosły je do morza, gdzie stawały się osadami, które zamulały wodę morską. Niektóre z osadów zostały rozpuszczone w wodzie, a ponieważ proces ten trwał przez wieki, morza stały się słone. Osady, posortowane przez fale i prądy pierwszych oceanów, osiadły na dnie mórz i zostały rozłożone na tychże dnach. W ciągu długiego czasu, gdy warstwa po warstwie osady były układane jedna na drugiej, zostały one sprasowane, scementowane i skonsolidowane w skałę, którą nazywamy osadową. Każda warstwa lub złoże to warstwa; mówi się, że skała warstwowa lub złożona jest bestratyfikowana.
Różne minerały w starożytnych skałach iglastych były tworzone w różnych osadach. Twarde minerały, takie jak kwarc, zebrane razem jako piasek, i będąc ciężkimi, nie były przenoszone tak daleko do morza. Tworzyły one gruboziarniste i drobnoziarniste skały, które nazywamy piaskowcami. Inne minerały zostały rozbite na drobne mułki ilaste i mułowce, które zostały przeniesione daleko od brzegu, ale ostatecznie osiadły na dnie morza i zbiły się w skałę zwaną łupkiem. Niektóre z minerałów rozpadły się tworząc wapno, czyli węglan wapnia. W miarę erozji skał iglastych niektóre minerały rozpuszczały się i były przenoszone do morza w roztworze; tam pewne reakcje chemiczne powodowały wytrącanie się wapna, a miejscami gromadzenie się dużej grubości mułu wapiennego, który w końcu zestalał się w skałę znaną jako wapień. Inne reakcje chemiczne powodowały powstawanie minerałów żelaza, które z kolei osadzały się na dnie płytkich mórz, a w późniejszej historii geologicznej gips i sól krystalizowały z wody morskiej, tworząc wielkie pokłady gipsu i soli kamiennej.

Źródło: Unknown

Proterozoik
Era proterozoiczna („wczesne życie”). Cóż, jesteśmy tu około 700 milionów lat temu, blisko końca najdłuższego okresu w historii geologicznej. Rozpoczął się on około dwóch miliardów lat po uformowaniu się Ziemi i trwał około kolejnych dwóch miliardów lat! Więc co się wydarzyło przez ten cały czas? Hmmmmm. Jest o wiele więcej ziemi do zobaczenia. W rzeczywistości istnieją dwa superkontynenty, jeden widoczny po drugiej stronie równika po tej stronie Ziemi, a drugi po drugiej. Te ogromne masy ziemi utworzone przez kolizje themany, wiele wysp wykonane przez wulkany podczas Archean i większość er Proterozoic.The wnętrza ziemi ochłodziła się trochę więcej, a tam jest mniej wulkanów niż wArchean. Nawet jeśli ruchy powierzchni Ziemi, które nazywamy tektoniką płyt, są nadal bardzo szybkie, a zderzenia kontynentów są częste (co kilkaset milionów lat lub tak!), centra lub rdzenie kontynentów są teraz dość duże i stabilne. W rzeczywistości geolodzy datują początek ery proterozoicznej na podstawie wieku najstarszych skał kontynentalnych, które nie zostały ponownie ogrzane ani zmienione chemicznie. Życie nie zmieniło się zbytnio w ciągu ostatnich dwóch miliardów lat, ale te nieliczne zmiany są znaczące. Życie nadal można znaleźć tylko w oceanie, ale gdzieś około 1,7 miliarda lat temu pojawiły się jednokomórkowe stworzenia, które miały prawdziwe jądro. Kolejna ważna zmiana ma nastąpić już wkrótce: prawdziwe wielokomórkowe życie pojawi się około 30 milionów lat przed końcem proterozoiku. Wielokomórkowce nie będą miały twardych części ciała, takich jak muszle czy zęby, więc ich skamieniałości będą trudne do znalezienia. Atmosfera jest mniej więcej taka sama, głównie azot, z niewielką ilością pary wodnej i dwutlenku węgla. Ale co to jest? Wolny tlen uwalniany przez glony pływające w oceanach zaczyna gromadzić się w powietrzu. Te jednokomórkowe rośliny produkują tlen od około dwóch miliardów lat, ale do tej pory tlen łączył się chemicznie z żelazem i innymi pierwiastkami, tworząc wielkie złoża minerałów na całym świecie. Paradoksalnie, ten tlen, który musimy mieć, aby żyć, jest trujący dla większości form życia żyjących na Ziemi w proterozoiku, więc kolejna wielka zmiana w rodzajach życia ma nastąpić.
Ziemia w tym czasie jest również bardzo zimna, z ogromnymi, niebieskawymi lodowcowymi pokrywami lodowymi widocznymi na całym superkontynencie, nawet w normalnie ciepłych regionach równikowych! W rzeczywistości lodowce wkroczyły w tym czasie do Michigan; to zlodowacenie jest określane jako zlodowacenie Gowgandy.
ZIEMIA PROTEROZOICZNA

Źródło: Unknown
Teraz skupmy się na jednym krateronie, który ma wpływ na Michigan: Tarczy Kanadyjskiej. Początki Michigan sięgają czasów, gdy masa skał iglastych w kształcie tarczy, o powierzchni prawie dwóch milionów mil kwadratowych, skupiona wokół Zatoki Hudsons, utworzyła pierwotny kontynent Ameryki Północnej, który nazywamy „Tarczą Kanadyjską”. Punkt tarczy rozciągał się na południe przez obszar dzisiejszej zachodniej połowy Półwyspu Północnego aż do Wisconsin, a jego południowa krawędź była łukiem biegnącym na północ od regionu LakeSuperior do Adirondacks. Na południe znajdowało się płytkie morze pokrywające pozostałą część bloku kontynentalnego. Granitowe dno morza miało wiele zagłębień i grzbietów, ale tylko zagłębienie w kształcie basenu, graniczące z tarczą od południowego wschodu, powinno nas interesować. Basen spłycał się na wschód, ale najgłębsza część znajdowała się mniej więcej tam, gdzie obecnie znajduje się Półwysep Południowy. To było wczesne położenie Michigan, podstawy stanu.
Mapy poniżej pokazują zasięg Tarczy Kanadyjskiej. Na wschodzie leży jej niestabilna krawędź, gdzie fałdowanie skał spowoduje późniejsze powstanie Appalachów. Na zachodzie i południu istniały bardziej stabilne części kontynentów, gdzie występowało tylko podzwanianie i zwijanie. Jeden z takich „zwichrowanych” obszarów stanie się później kotliną Michigan, w której zgromadziło się wiele tysięcy metrów osadów, które później przekształciły się w skały.

Źródło: Unknown
Podczas pierwszej części proterozoiku, 200-milionowego okresu ciszy, który nazwano Huronianem od jego zapisu na północ od jeziora Huron, grube osady odkładały się w płytkiej rynnie morskiej, która pokrywała region jeziora Superior. W niektórych miejscach osadzał się gruby piasek, w innych drobne mułki, a w jeszcze innych czyste wapno, nagromadzone w płytkim, lecz powoli pogłębiającym się morzu. Nad piaskiem gromadziły się wielkie masy minerałów żelaza, albo przez działanie chemiczne, albo przez pracę bakterii tworzących żelazo, albo przez oba te czynniki, a być może także innymi sposobami, aż powstała ogromna grubość piasku i osadów żelaza, a największe na świecie złoża żelaza znajdowały się w Minnesocie, Wisconsin i Michigan;W tamtych odległych czasach fundamenty bogactwa Michigan i przemysłu samochodowego zostały położone w starych osadach Huronu, które obecnie znajdują się w żelaznych pasmach hrabstw Marquette, Baraga, Iron, Dickinson, Menominee i Gogebic.

Źródło: Photograph by Randy Schaetzl, Professor of Geography – Michigan State University

Niżej zamieszczona mapa szczegółowo pokazuje, gdzie przebiega ważna granica między skałami prekambryjskimi (PC: of the Canadian Shield) a skałami osadowymi wieku paleozoicznego z MichiganBasin i okolic (C: for Cambrian).

Źródło: Unknown
Jak tylko woda spadła na Tarczę Kanadyjską i powiały pierwsze wiatry, rozpoczęło się wietrzenie skał. Skały zaczęły się łuszczyć i rozpadać, co zapoczątkowało erozję. Sedimentswere carried to and deposited in the seas, and the first sandy beaches were formed.Several times in these early turbulent eons the land at the edges of the seas were liftedinto high mountain ranges, like the Penokeean Range, only to be worn down andtheir sediments carried to the seas to build up new shores and to be spread on the seafloor to form stratified masses of sandstones, shales, and limestones. Każda nowo powstała plaża zwiększała powierzchnię lądu i przesuwała granicę lądowo-wodną na południe. Z każdym kolejnym wypiętrzeniem skały osadowe były wyginane, fałdowane, łamane, skręcane, zniekształcane i zmieniane. Masy gorących skał iglastych były wtłaczane w połamane formacje, całkowicie je zmieniając lub metamorfizując w wielu miejscach, tak że skały powstałe w kilku okresach budowania gór i sedymentacji stały się bardzo złożoną masą zaburzonych, połamanych (uskoków), zniekształconych skał – najstarszych skał, które leżą u podstaw zachodniej połowy Półwyspu Północnego. Wszystko, co możemy zobaczyć z najstarszych skał to Góry Huron i inne granity oraz ich krewniacy z hrabstw Marquette, Baraga i Gogebic. Kiedyś były one górzystym wybrzeżem morskim, ale ich szczyty zostały kolejno starte i wszystkie, oprócz najwyższych, pogrzebane pod późniejszymi osadami.

Źródło: Unknown
Pogłoski o nowym zaburzeniu geologicznym, budowaniu gór, przerwały spokojną sedymentację Huronianów we wczesnym proterozoiku, 2,5 – 1,6 mld lat temu. Ponowna budowa gór, określana mianem orogenezy Penokean (1,8 mld lat temu), podniosła osady, teraz już utwardzone do postaci skał, na wysokość gór, a tym samym skruszyła je, pofałdowała i zniekształciła. Piaskowce uległy metamorfozie do kwarcytu, łupki do łupków, wapienie do zielonych i białych marmurów, a osady żelaza zostały sfałdowane i zmienione wraz z nimi. Skały pękały i łamały się; ślizgały się i przemieszczały wzdłuż uskoków, pionowo i poziomo. Niektóre bloki skalne były popychane na inne, niektóre przewracane na końce, aż z płaskich osadów hurońskich powstała szalenie pogmatwana masa. Czerwony i czarny jaspillit z Jasper Knobnear Ishpeming pokazuje, co się stało. Do szczelin w skale dostały się ciepłe i gorące wody, bogate w minerały. Wody te pozostawiły złoża minerałów, które cieszą kolekcjonerów, choć złożone skały hurońskie, w których je znaleziono, były przez ostatnie sto lat źródłem rozpaczy i przedmiotem wielkich sporów wśród geologów.Różowy wał pegmatytowy w lśniącym białym marmurze kamieniołomu Felch opowiada o długiej sedymentacji czystego wapna zmetamorfizowanego do marmuru, być może przez bardzo stopioną skałę, która pękała i torowała sobie drogę przez marmur, a następnie powoli stygła, tworząc duże kryształy pegmatytu.

Część powyższego tekstu została sparafrazowana z C.M. Davis Readings in the Geography of Michigan (1964).

Materiał ten został opracowany wyłącznie do użytku edukacyjnego i nie może być powielany bez zezwolenia. Jedna kopia może być wydrukowana do użytku osobistego. Prosimy o kontakt z Randallem Schaetzlem ([email protected]) w celu uzyskania dalszych informacji lub pozwoleń.