Redigerer Arkeikum (avsnitt)

==Utviklingen i arkeikum==
[[Geovitenskap]]ene har bidratt med detaljert informasjon om jordens fortid. Den tidligst daterte materie i solsystemet ble dannet for mer enn 4,6 milliarder år siden, og for 4,6 milliarder år siden ble jorden og de andre planetene i solsytemet dannet fra en [[protoplanetarisk skive]] av støv og gass som var til overs etter dannelsen av solen. Jorden ser ut til å ha oppstått av ulike fragmenter av gasskyen som også ga opphav til resten av himmellegemene i solsystemet. Nå ble selve planeten formet, og bombardert av meteoritter, dverg- og protoplaneter fra universet. Det anslås at flere millioner meteoritter har skapt kratere med mer enn 1&nbsp;km diameter, mens jordas geologiske prosesser har slettet sporene og bare synlige 160 kratere er påvist.<ref>Ivar B Ramberg (red), ''Landet blir til – Norges geologi'', Norsk Geologisk Forening 2006, utg 2007, side 53.</ref>

Sammensettingen av jordens materie skjedde raskt, i all hovedsak i løpet av 10-20 millioner år. Når kosmisk støv og steinmateriale først begynte å kollidere og danne jorden, økte denne nye planetens gravitasjonskraft som igjen akselererte ytterligere tiltrekning av materie.<ref>Angeles Gavira og Peter Frances (red), ''Rocks and Minerals'', Dorling Kindersley / Smithsonian Institution, 2005, utgave 2008, side 12.</ref> De stadige sammenstøtene og [[meteoritt]]-nedslagene utviklet stor varmeenergi, som bidro til å smelte ned steinmaterialet som utviklet seg til en indre kjerne av [[jern]] og et ytre lag av [[silikat]]er. Etter hvert ble også det ytre laget separert i en tyngre [[mantel]] og en lettere [[jordskorpe]]. Det er vanlig å anta at tyngre mineraler sank ned i forhold til de lettere, men bergarter ble også trukket nedover eller oppover basert på deres evne til å [[kjemisk binding|binde]] seg med henholdsvis jern eller oksygen.<ref>Angeles Gavira og Peter Frances (red), ''Rocks and Minerals'', Dorling Kindersley / Smithsonian Institution, 2005, utgave 2008, side 12 og 15.</ref>

Fra å være i smeltet tilstand, gikk jordens ytre lag over til en fast skorpe ved nedkjøling da vann ble akkumulert i atmosfæren. Jordskorpen var tynn og sprakk opp gang etter gang med en stor mengde vulkanutbrudd, og antakelig dannet det seg tidlig et samlet kontinent som så sprakk opp.<ref>Steinar Skjeseth, ''Norge blir til'', Schibsted, Oslo 1974, andre reviderte opplag 2002, side 9-11.</ref> Månen ble dannet kort tid etterpå, for om lag 4,5 milliarder år siden. Den (2013) mest anerkjente teorien for dannelsen av månen er [[nedslagsteorien]], som innebærer at månen ble dannet da et objekt på størrelse med [[Mars (planet)|Mars]] - noen ganger omtalt som [[Theia (planet)|Theia]] - tilsvarende om lag 10 % av jordens masse, kolliderte med jorden i et gigantisk sammenstøt. Denne teorien innebærer at dette objektet smeltet sammen med jorden, men at tilstrekkelig med materie til dannelsen av månen ble sendt i bane rundt jorden.

I tidlig arkeikum (4,6 – 4,0 mrd år siden) var jordas mantel svært varm, og [[litosfæren]] (jordskorpen) ytterst var så lett at den neppe sank ned i mantelen. Jordskorpa bestod av mye [[basalt]] og [[natrium]]rike masser. Natriumrike mantelmasser kunne noen steder trenge oppover i basaltkappen og danne kropper av kvartsrike dypbergarter – [[tonalitt]], [[trondhjemitt]] og [[granodioritt]] (TTG). Horisontale smeltemasser ble til [[grønnstein]]sbelter av omdannet basalt, ofte med magnesiumrik [[komatiitt]], og ofte omgitt av tonalitt-gneis. Bergarter fra arkeisk tid er ikke preget av [[Metamorfose (geologi)|omsmelting]] gjennom nedsynking i mantelen, slik bergarter fra sen arkeikum og [[proterozoikum]] preges av. I proterizoikum ble bergartene også mer [[kalium]]rike.

Siden omkring [[1950]] har [[geolog]]er jaktet på de eldste bergartene. Høyeste kjente alder for bergarter er 3,96 milliarder år, mens [[sandstein]] funnet i [[Australia]] har [[klaster]] som har blitt datert til 4,1&ndash;4,2 milliarder år gamle. Radiometrisk datering av [[meteoritt]]er og bergarter funnet på [[Månen]] har gitt aldre på opp til 4,56 milliarder år<ref>Angeles Gavira og Peter Frances (red), ''Rocks and Minerals'', Dorling Kindersley / Smithsonian Institution, 2005, utgave 2008, side 14.</ref> og vi regner dette som et anslag på hvor gammel Jorden kan være. Grunnen til at vi ikke finner så gamle bergarter på jordkloden er at den i tidlig arkeikum var for varm til å starte den radiometriske klokka i bergartene, som brukes for å datere mineraler ved hjelp av [[halveringstid]]er. Og selve kontinentene er ikke noen steder eldre enn om lag fire milliarder år, mens havbunnen fornyes kontinuerlig. Ingen havbunn regnes for å være eldre enn 200 millioner år.<ref>Frank H T Rhodes (red), ''Geology'', St Martin's Press, New York 1972, utg 1991, side 9.</ref>

Det tok om lag 500 millioner år før kloden ble kjølnet ned nok til at det kunne danne seg en sammenhengende [[jordskorpe]] oppå [[magma]]en. For fire milliarder år siden må det også allerede ha eksistert et [[osean]]. Dette var imidlertid [[liv]]løst til å begynne med, selv om det er funnet rester av [[karbon]] i sedimentære (havbunnsavsatte) bergarter på Grønland som er 3,8 milliarder år gamle. Etter at havet hadde oppstått, var det etter hvert lite eller ingen landmasser på jorden. Nå oppstod nettopp sen-arkeiske, [[sedimentære bergarter]] som [[skifer]], [[Konglomerat (geologi)|konglomerat]] og [[kvartsitt]].

===Atmosfæren===
Smeltingen og krystalliseringen i arkeikum skapte gassutblåsninger, vanndamp og [[Vulkan|vulkansk aktivitet]] som bidro til jordas ur[[atmosfære]]. Den ble fylt med [[helium]] og [[hydrogen]] som ble avgitt fra jorden, men hovedbestanden i uratmosfæren var [[svovel]]. Man har tradisjonelt antatt at atmosfæren var ytterst livsfiendtlig i første halvdel av arkeikum, uten [[oksygen]] eller [[ozon]], men med mer [[svovel]] enn i dag og preget av stadige, sterke [[tordenvær]]. De første organismene - [[prokaryoter]] - utviklet seg på denne tiden og «pustet» trolig svovel i stedet for oksygen. Denne typen liv kan ha utviklet seg tilpasset den første, svovelholdige atmosfæren. men det fremmes også teorier om at atmosfæren hele tiden har hatt oksygen, siden tidlig arkeikum.<ref>Harry Clemmey og Nick Badham, [http://mr.crossref.org/iPage/?doi=10.1130%2F0091-7613%281982%2910%3C141%3AOITPAA%3E2.0.CO%3B2 «Oxygen in the Precambrian Atmosphere»], i ''Geology'' nr 10 (3), 1982, side 141–146</ref>

For 3,8 milliarder år siden ble jorden (og månen) antatt utsatt for et nytt, kraftig meteoritt-bombardement som sammen med [[solvind]] rev bort den første atmosfæren. Bombardementet skapte intens varmeutvikling og vulkanisme, som nok en gang frigjorde [[nitrogen]], [[karbondioksid]] og [[vann]]damp. Disse elementene ble nå nedbrutt av [[ultrafiolett lys]] fra sola og omdannet til [[hydrogen]], [[oksygen]] og [[ozon]] i en relativt oksygenfattig, ny atmosfære.<ref>Angeles Gavira og Peter Frances (red), ''Rocks and Minerals'', Dorling Kindersley / Smithsonian Institution, 2005, utgave 2008, side 15.</ref> Vanndampen kondenserte og dannet [[hav]]ene for kanskje 4 milliarder år siden, godt hjulpet av is og flytende vann fra asteroider, [[protoplanet]]er, [[komet]]er og [[transneptunske objekt]]. Til tross for at solen utstrålte om lag 30&nbsp;% mindre [[Solluminositet|energi]] enn den gjør i dag, viser forskning at havene forble flytende, en selvmotsigelse formulert i [[den svake sols paradoks]]. En kombinasjon av [[drivhusgass]]er og økt [[solaktivitet]] bidro til økning av jordens overflatetemperatur, og forhindret at havene frøs over. Utviklingen av liv i havene etter relativt kort tid, avga oksygen som lagret seg i den nye atmosfæren.

===Fotosyntese og fjellkjededannelser===
Etter at [[hav]]et oppstod for 4 milliarder år siden, var det etter hvert lite eller ingen landmasser på jorden. De første spor etter [[organisme]]r ([[blågrønnbakterier|blågrønn-]] eller lignende [[bakterier]]) er ca. 3,6 milliarder år gamle. For 3,5 milliarder år siden ble jordens magnetfelt dannet, noe som forhindret [[solvind]] fra å bryte ned jordens nye atmosfære. I [[proterozoikum]], før utviklingen av større dyr, var de grunne havområdene sannsynligvis dekket av matter dannet av mikroorganismer, ifølge professor [[David Bottjer]]. Da liv med evne til [[fotosyntese]] oppstod for mer enn 3,5 milliarder år siden<ref>Ramberg, Ivar (red), Landet blir til – Norges geologi. 2007, side 23.</ref>, ble det avgitt store mengder [[oksygen]] fra blant annet [[blågrønnbakterier]], og dette bidro gradvis til å øke oksygeninnholdet i atmosfæren.

Den danske geologiprofessor [[Minik T. Rosing]] og kolleger ved [[Stanford University]] mener kontinentalskorpene oppstod i takt med [[anaerobt liv]]. Mangelen på landmasser skapte vesentlig [[sedimentære bergarter]] som [[skifer]], [[Konglomerat (geologi)|konglomerat]] og [[kvartsitt]] i sen arkeikum. Når lava steg opp til overflaten gjennom basaltskorpen, ville den normalt avkjøles og størkne til tung [[basalt]] og gradvis synke ned i magmaen igjen, smelte ved 1100&ndash;1200&nbsp;°C og stige opp for å størkne på ny, i en kontinuerlig geologisk prosess. Basalten gjennomgikk nå en økende oksidasjonsprosess og forvitret.

Basalt som er blitt forvitret av oksygen vil smelte ved «kun» 650&nbsp;°C, utskilles og stige opp til overflaten der den størkner til langt lettere [[granitt]], som finnes på samtlige kontinenter, men er uhyre sjelden ellers i solsystemet. Relativt lett granitt la seg oppå den tyngre basalten og lot basaltsyklusen fortsetter under dekket av granitt, som forble stabilt og flytende. Vi har [[grunnfjell]] fra denne tiden i Norge, rester av en arkeisk fjellkjede finner vi i [[Lofoten]] med aldre opptil 3,3 milliarder år. Urbergarten granitt opptar for øvrig svært lite oksygen i friluft, og dette bidro derfor til stadig mer fritt oksygen i atmosfæren.

===Sen arkeikum===
De eldste mineralene som finnes på jorden, er zirkon-krystaller datert til 4,4 milliarder år før nåtid. Men de fleste [[kraton]]er av [[grunnfjell]] oppstod fra 3,8 milliarder år siden, dvs etter det som tidligere kaltes hadeikum. Vi finner ca. 3,8 milliarder år gammel berggrunn i blant annet Australia og på Grønland, og de eldste bergartene er som regel gneis. I Norge oppstår gneis som er over 2,8 milliarder år gammel i [[Sør-Varanger]]. Et svært gammelt mineral er [[jern]], som opptrer fra 3 milliarder år siden i [[Minnesota]] og 2,7 milliarder år gammelt i Sør-Varanger.

De tidlige havene inneholdt også store mengder oppløst [[jern]]. Oksygenet som ble produsert gjennom fotosyntesen av mikroorganismene reagerte med jernet og ble felt ut som jernoksid. Dette foregikk over hundretalls millioner år, og da alt jernet var felt ut for ca. 2,2 milliarder år siden, lå det igjen er skorpe av rust på bunnen av verdenshavene som inneholder 20 ganger mer bundet oksygen enn hva vi i dag finner i fri form. Først nå kunne det produseres et reelt overskudd av oksygen. Nivået i atmosfæren fortsatte så å stige i de neste årmillionene, og for noe over 500 millioner år siden var det høyt nok til at større dyr kunne utvikles i havene og livet kunne begynne å invadere landjorden.