Paläoarchaikum (4.030 - 3.490 mya v.h.)

Die Ära des Paläoarchaikum beginnt mit der Periode Acastum (4030 - 3.810 mya v.h.) und endet mit dem Isuum (3.810 - 3.490 mya v.h.). Die Grenze zwischen diesen beiden Perioden wird bei 3810 Millionen Jahren BP chronometrisch festgelegt, dem Alter des frühesten suprakrustalen Gesteins aus dem Isua-Grünsteingürtel.

Das Große Bombardement (NASA, Gemeinfrei)
Das Große Bombardement (NASA, Gemeinfrei)

Bei der Entstehung unseres Sonnensystems säuberten alle Planeten ihre Bahnen von den aus dem Urnebel entstanden Planetesimalen und Kleinplaneten. Dabei gerieten vor ca. 4 Milliarden Jahren Jupiter und Saturn in eine so genannte 1:2-Resonanz. Während Saturn die Sonne einmal umkreiste, umrundete sie der Jupiter in der gleichen Zeit exakt zweimal. Der schwerere Jupiter katapultierte dabei mit seiner Schwerkraft eine größere Anzahl der Kleinplaneten nach außen, während Saturn sie vorwiegend nach innen warf.
Das Große Bombardement startete (wahrscheinlich vor 4.000 mya).

Als in der Konsequenz des physikalischen Drehimpulserhaltungssatzes Jupiter seine Bahn nach innen verlagerte, während Saturn nach außen wanderte, wurde die Bahnstörungen des Asteroidengürtels aufgehoben und das Große Bombardement beendet (wahrscheinlich um 3.950 mya).

Acasta Gneis (21 cm breit); (C) Pedroalexandrade (CC BY-SA 3.0)
Acasta Gneis (21 cm breit); (C) Pedroalexandrade (CC BY-SA 3.0)

Im Archaikum, beginnend in der Ära des Paläoarchaikum, in der Periode Isuum, bis zur Periode Siderium in der Ära Neoarchaikum, also im Zeitraum von vor 3.800 – 2.500 mya v.h. bildeten sich aus Gesteinen, meist Gneise und Granite, in der Erdkruste sogenannte Kratone. Diese Kratone sind extrem dick und reichen bis in eine Tiefe von 200 Km. Sie stellen mit 10 bis 20 Prozent der Erdkruste nicht nur die ältesten Gesteine der Erde dar, sondern bilden die unbeweglichen Kerne unserer Kontinente. Auch wenn sie tektonisch inaktiv sind, so nehmen sie doch an den Bewegungen der tektonischen Platten teil. Der abgebildetete Stein ist das älteste Gestein der Erde.

 

Das älteste Kraton 3.500 mya v.h., (C) Kainaw (Gemeinfrei)
Das älteste Kraton 3.500 mya v.h., (C) Kainaw (Gemeinfrei)

Im selben Zeitraum, also vor 3,8 – 2,5 Milliarden Jahren, bildeten sich aus Gesteinen, meist Gneise und Granite, in der Erdkruste sogenannte Kratone. Diese Kratone sind extrem dick und reichen bis in eine Tiefe von 200 Km. Sie stellen mit 10 bis 20 Prozent der Erdkruste nicht nur die ältesten Gesteine der Erde dar, sondern bilden die unbeweglichen Kerne unserer Kontinente. Auch wenn sie tektonisch inaktiv sind, so nehmen sie doch an den Bewegungen der tektonischen Platten teil.

Das Kraton wurde namengebend für die erste Periode des Mesoarchaikum, dem Vaalbarum.

Stromatolithen in Australien; (C) Paul Harrison (CC BY-SA 3.0)
Stromatolithen in Australien; (C) Paul Harrison (CC BY-SA 3.0)

Im System Isuum, ab 3.500 bis 3020 mya v.h., also zum Ende des Systems Vaalbarum in der Ära Mesoarchaikum, entstanden die ältesten nachgewiesene isotopenchemische Spuren von Bakterien, frühe Prokaryoten).

Als Lebewesen ohne Zellkern waren diese Makromoleküle in der Lage, sich durch Anlagerung anderer Moleküle zu vergrößern und sich selbst zu reproduzieren. Im frühen Archaikum kann dieser Zeitpunkt als der Beginn des Lebens auf der Erde angesetzt werden.

Stromatolithen aus Cyanobakterien zählen zu den ältesten nachgewiesenen Lebensformen und sind seit dem frühen Archaikum, etwa seit 3,6 Mrd. Jahren, bekannt. Sie sind wesentlich für die photosynthetische Produktion von Sauerstoff in der anoxischen Uratmosphäre verantwortlich. Die Atmosphäre im frühen Archaikum enthielt noch keinen freien Sauerstoff. Die Photosynthese dieser ersten Bakterien (Prokaryoten) oxidierte vorerst die Minerale des Urozeans.