原生代
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原生代
原生代とは、25億年前から54億1000万年前までの地質学的な時代である。先カンブリア紀の 超累代 の中でも最も新しい部分である。地球の地質年代の中では最も長い時代であり、古原生代、中原生代、新原生代の3つの地質学的時代に分けられる。
原生代は、地球の大気中に酸素が出現してから、三葉虫やサンゴなどの複雑な生命体が地球上に増殖する直前までの時代を指す。原生代という名称は、結局のところギリシャ語に由来する2つの形を組み合わせたものである。すなわち、「前の、以前の」を意味するproteroと、「生命の」を意味する-zoicである。
よく知られているのは、古原生代の酸素を含んだ大気への移行、新原生代後半の寒冷期にスノーボールアースと呼ばれるいくつかの氷河期、そしてエディアカラ紀（6億3500万年前～5億4100万年前）での豊富な軟体多細胞生物の進化であり、地球上に生命が存在したことを示す最初の解りやすい化石を提供している。
原生代の記録
原生代の地質学的記録は、それ以前の太古代の記録よりも完全なものである。太古代の深海の堆積物とは対照的に、原生代には浅い大陸外海に堆積した地層が多く存在し、しかもそれらの岩石の多くは太古代のものよりも変成が少なく、変化していないものが多い。これらの岩石の研究から、この年代は、太古代後半に始まった大規模な大陸降着が継続していたことがわかった。また、原生代には、最初の明確な超大陸サイクルと、完全に近代的な造山活動（造山活動）があった。
最初に知られている氷河期は、原生代に起こったという証拠がある。最初のものは、原生代の始まりの直後に始まり、原生代の終わりの新原生代には少なくとも4つの証拠があり、おそらくスターティアン氷河期とマリノア氷河期の仮説されたスノーボールアースで最高潮に達した。
酸素の蓄積
原生代の最も重要な出来事の一つは、地球の大気中に酸素が蓄積されたことである。光合成によって酸素が放出されるようになったのは、太古代にまでさかのぼると考えられているが、未酸化の硫黄や鉄などの鉱物の吸収源が尽きるまでは、酸素はあまり蓄積されなかった。およそ23億年前までは、酸素は現在の1〜2％しかなかったと考えられている。 世界の鉄鉱石のほとんどを供給している縞状鉄鉱床は、そのような鉱物沈殿の過程を示すものである。19億年前以降、海中の鉄分がすべて酸化されてしまったため、その蓄積は止まった。
赤鉄鉱で着色された赤い層は20億年前に大気中の酸素が増加したことを示す。このような巨大な酸化鉄の形成は、古い岩石には見られない。酸素が増えたのは、化学物質の吸収源が枯渇したことと、大気中で酸化されるはずの有機化合物を封じ込めるために炭素の埋没が増えたことの2つの要因によるものと考えられる。
沈み込みの過程
原生代は、地球の歴史の中で非常に活発なテクトニックな時代であった。太古代後期から原生代初期にかけては、地殻のリサイクルが進んだ時期であり、沈み込みが示唆されている。沈み込み活動が活発になった証拠として、主に26億年前以降に産出された古い花崗岩が豊富に含まれていることが挙げられる。エクロジャイト（1GPa以上の高圧で作られた変成岩の一種）の出現は、沈み込みを組み込んだモデルで説明される。太古代のエクロジャイトが見当たらないのは、当時の条件が高品位の変成岩の形成に適していなかったため、原生代と同じレベルの沈み込みが起こらなかったことを示唆している。沈み込みによる玄武岩質海洋地殻の再溶解の結果、最初の大陸のコアは地殻のリサイクルプロセスに耐えられるほど大きく成長した。
これらのクラトンが長期的に構造的に安定していたため、数十億年前の大陸地殻が発見されたのである。現代の大陸地殻の43%は原生代に、39%は太古代に、そして18%だけが顕生代に形成されたと考えられている。コンディー（2000）やリノら（2004）の研究では、地殻の生成は一過性のものであることが示唆されている。原生代の花崗岩の年代を同位体で計算すると、大陸の地殻生産が急激に増加するエピソードがいくつかあったことが分かった。これらのパルスの理由は不明ですが、すべての期間の後にその大きさは減少しているようである。
地殻変動の歴史（超大陸）
大陸間の衝突や地殻伸張の証拠から、原生代の大陸を構成していた太古代のクラトンの動きは一体何だったのかという疑問が生じる。古地磁気や地球年代測定のメカニズムによって、先カンブリア時代の超累代のテクトニクスを解読することができるようになった。原生代のテクトニクス過程は、今日我々が目にする造山帯やオフィオライト複合体などのテクトニクス活動の証拠によく似ていることが知られている。したがって、ほとんどの地質学者は、当時の地球は活動的であったと結論づけている。また、先カンブリア時代には、超大陸の分裂と再構築のサイクル（ウィルソンサイクル）が何度か繰り返されていたことも一般的に知られている。
（直近の）後期原生代では、支配的な超大陸はロディニア大陸（～10憶年前～7億5000万年前）でした。これは、ローレンティアと呼ばれる北米大陸のコアを形成する中央クラトンにくっついた一連の大陸で構成されていた。ロディニアの建設に関連した造山運動の例としては、北米東部に位置するグレンヴィル造山運動が挙げられる。ロディニア大陸は、超大陸コロンビアが分裂した後、超大陸ゴンドワナ（約50億年前）が形成される前に形成された。ゴンドワナ大陸の形成に関連した決定的な造山イベントは、アフリカ、南アメリカ、南極、オーストラリアの衝突で、汎アフリカ造山運動が形成されたことである。
コロンビアが支配的だったのは、原生代初期から中期にかけてであり、それ以前の大陸の集合体についてはあまり知られていない。コロンビアが形成される前の初期地球のテクトニクスを説明するもっともらしいモデルはいくつかあるが、現在最も有力な仮説は、コロンビア以前には、地球上に点在するいくつかの独立したクラトン（ロディニアやコロンビアのような超大陸とは限らない）しか存在しなかったというものである。
生命
フランスヴィリアン生物相として保存されている、最初の高度な単細胞生物、真核生物、多細胞生物は、自由酸素の蓄積が始まった時期とほぼ一致する。これは、藍藻類とは対照的に、真核生物が利用する酸化硝酸が増加したためと考えられる。 また、ミトコンドリア（ほぼすべての真核生物に存在）や葉緑体（植物と一部の原生生物のみに存在）と宿主との共生関係が初めて進化したのも、原生代である。
アクリタークのような真核生物の開花は、シアノバクテリアの拡大を妨げるものではなかった。実際、ストロマトライトは原生代に最も豊富で多様性に富み、約12億年前にピークを迎えた。
菌類の特徴を持つ最古の化石は、約24億年前の古原生代のもので、多細胞の底生生物であり、吻合可能な糸状の構造を持っていた。
古典的には、原生代と顕生代の境界は、三葉虫や古杯類などの動物や、動物に似たCaveasphaeraなどの最初の化石が出現したカンブリア紀の基礎に設定されていた。20世紀後半になって、原生代の岩石から多くの化石が発見されたが、原生代の上部境界はカンブリア紀の基礎に固定されており、現在は5億4100万年前に置かれている。
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最後に
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