Stromatolit

Fossiliserad stromatolit i Strelley Pool chert , cirka 3,4 miljarder år gammal , från Pilbara Craton, västra Australien
Moderna stromatoliter i Shark Bay , västra Australien

Stromatoliter ( / s t r oʊ ˈ m æ t ə ˌ l aɪ t s , s t r ə -/ ) eller stromatoliter (från antikens grekiska στρῶμα líthos ) ( strôma ) , GEN ' οστρos ' λίθος , och ( 'sten') är skiktade sedimentära formationer ( mikrobialit ) som huvudsakligen skapas av fotosyntetiska mikroorganismer som cyanobakterier , sulfatreducerande bakterier och Pseudomonadota (tidigare proteobakterier). Dessa mikroorganismer producerar vidhäftande föreningar som cementerar sand och andra steniga material för att bilda mineraliska " mikrobiella mattor ". I sin tur bygger dessa mattor upp lager för lager och växer gradvis över tiden. En stromatolit kan växa till en meter eller mer. Även om de är sällsynta idag ger fossiliserade stromatoliter uppgifter om forntida liv på jorden.

Morfologi

Paleoproterozoiska oncoider från Franceville Basin, Gabon, Centralafrika. Oncoider är ofixade stromatoliter som varierar i storlek från några millimeter till några centimeter
Fossiliserade stromatoliter, cirka 425 miljoner år gamla, i Soeginina-bäddarna (Paadla-formationen, Ludlow, Silurian ) nära Kübassaare , Estland

Stromatoliter är skiktade, biokemiska, accretionära strukturer som bildas i grunt vatten genom att fånga, binda och cementera sedimentära korn i biofilmer (särskilt mikrobiella mattor), genom verkan av vissa mikrobiella livsformer, särskilt cyanobakterier . De uppvisar en mängd olika former och strukturer, eller morfologier, inklusive koniska, stratiforma, domala, kolumnära och förgrenade typer. Stromatoliter förekommer i stor utsträckning i fossilregistret från Prekambrium , men är sällsynta idag. Mycket få arkeiska stromatoliter innehåller fossiliserade mikrober, men fossiliserade mikrober är ibland rikligt förekommande i proterozoiska stromatoliter.

Medan egenskaper hos vissa stromatoliter tyder på biologisk aktivitet , har andra egenskaper som är mer förenliga med abiotisk (icke-biologisk) utfällning. Att hitta pålitliga sätt att skilja mellan biologiskt bildade och abiotiska stromatoliter är ett aktivt forskningsområde inom geologi. Oavsett om det är så kan flera morfologier av stromatoliter existera i ett enda lokalt eller geologiskt skikt, relaterat till de specifika förhållanden som förekommer i olika regioner och vattendjup.

De flesta stromatoliter har spongiostromat i konsistensen och har ingen igenkännbar mikrostruktur eller cellrester. En minoritet är porostromat , med igenkännlig mikrostruktur; dessa är mestadels okända från prekambrium men kvarstår under hela paleozoikum och mesozoikum . Sedan eocen är porostromatstromatoliter endast kända från sötvattensmiljöer.

Bildning

Tidsförloppsfotografering av modern mikrobiell mattabildning i laboratoriemiljö ger några avslöjande ledtrådar till cyanobakteriers beteende i stromatoliter. Biddanda et al. (2015) fann att cyanobakterier som exponerats för lokaliserade ljusstrålar rörde sig mot ljuset, eller uttryckte fototaxi , och ökade deras fotosyntetiska utbyte, vilket är nödvändigt för överlevnad. I ett nytt experiment projicerade forskarna en skollogotyp på en petriskål som innehöll organismerna, som samlades under det upplysta området och bildade logotypen i bakterier. Författarna spekulerar i att sådan rörlighet gör att cyanobakterierna kan söka ljuskällor för att stödja kolonin. Under både ljusa och mörka förhållanden bildar cyanobakterierna klumpar som sedan expanderar utåt, med individuella medlemmar som förblir anslutna till kolonin via långa rankor. Detta kan vara en skyddande mekanism som ger kolonin evolutionära fördelar i tuffa miljöer där mekaniska krafter verkar för att slita isär de mikrobiella mattorna. Således är dessa ibland utarbetade strukturer, konstruerade av mikroskopiska organismer som arbetar lite unisont, ett sätt att ge skydd och skydd från en hård miljö.

Lavstromatoliter är en föreslagen mekanism för bildning av vissa typer av skiktad bergstruktur som bildas ovanför vatten, där sten möter luft, genom upprepad kolonisering av berget av endolitiska lavar .

Fossil rekord

Vissa arkeiska klippformationer visar makroskopisk likhet med moderna mikrobiella strukturer, vilket leder till slutsatsen att dessa strukturer representerar bevis på forntida liv, nämligen stromatoliter. Andra anser dock att dessa mönster beror på naturlig materialavsättning eller någon annan abiogen mekanism. Forskare har argumenterat för ett biologiskt ursprung för stromatoliter på grund av närvaron av organiska kulkluster i de tunna lagren av stromatoliterna, av nanokristaller av aragonit (båda egenskaper hos nuvarande stromatoliter) och av andra mikrostrukturer i äldre stromatoliter som är parallella med dem i yngre stromatoliter. visar starka indikationer på biologiskt ursprung.

Fossiliserade stromatoliter i Hoyt Limestone ( Cambrian ) exponerade i Lester Park, nära Saratoga Springs , New York
Prekambriska fossiliserade stromatoliter i Siyeh-formationen , Glacier National Park
Fossiliserade stromatoliter (Pika-formation, mellersta kambrium) nära Helen Lake, Banff National Park, Kanada

Stromatoliter är en viktig beståndsdel i fossilregistret över de första livsformerna på jorden. De nådde sin topp för cirka 1,25 miljarder år sedan och minskade därefter i överflöd och mångfald, så att de vid början av Kambrium hade sjunkit till 20 % av sin topp. Den mest allmänt stödda förklaringen är att stromatolitbyggare föll offer för betande varelser (den kambriska substratrevolutionen) ; denna teori antyder att tillräckligt komplexa organismer var vanliga för över 1 miljard år sedan. En annan hypotes är att protozoer som foraminifer var ansvariga för nedgången, vilket gynnade bildandet av tromboliter framför stromatoliter genom mikroskopisk bioturbation .

Proterozoiska stromatolitmikrofossiler (bevarade genom permineralisering i kiseldioxid) inkluderar cyanobakterier och möjligen vissa former av eukaryota klorofyter (det vill säga grönalger ). Ett släkte av stromatolit som är mycket vanligt i de geologiska uppgifterna är Collenia .

Sambandet mellan betar och stromatolitöverflöd är väl dokumenterat i den yngre ordoviciska evolutionära strålningen ; Förekomsten av stromatolit ökade också efter att havsdjuren decimerades av utdödande av end-ordovicium och slut-perm , och föll tillbaka till tidigare nivåer när marina djur återhämtade sig. Fluktuationer i metazoanpopulation och mångfald kanske inte har varit den enda faktorn i minskningen av stromatolitförekomsten. Faktorer som miljöns kemi kan ha varit ansvariga för förändringar.

Medan prokaryota cyanobakterier förökar sig asexuellt genom celldelning, var de avgörande för att förbereda miljön för den evolutionära utvecklingen av mer komplexa eukaryota organismer. Cyanobakterier tros vara till stor del ansvariga för att öka mängden syre i urjordens atmosfär genom sin fortsatta fotosyntes (se Great Oxygenation Event ). Cyanobakterier använder vatten, koldioxid och solljus för att skapa sin mat. Ett lager av polysackarider bildas ofta över mattor av cyanobakteriella celler. I moderna mikrobiella mattor kan skräp från den omgivande livsmiljön fastna i polysackaridskiktet, som kan cementeras ihop av kalciumkarbonatet för att odla tunna laminat av kalksten . Dessa lamineringar kan samlas med tiden, vilket resulterar i det bandmönster som är vanligt för stromatoliter. Den domala morfologin hos biologiska stromatoliter är resultatet av den vertikala tillväxten som är nödvändig för den fortsatta infiltrationen av solljus till organismerna för fotosyntes. Skiktade sfäriska tillväxtstrukturer som kallas oncoliter liknar stromatoliter och är också kända från fossilregistret . Tromboliter är dåligt laminerade eller icke-laminerade koagulerade strukturer som bildas av cyanobakterier, vanliga i fossilregistret och i moderna sediment. Det finns bevis för att tromboliter bildas framför stromatoliter när foraminifer är en del av det biologiska samhället.

Zebra River Canyon-området på Kubis-plattformen i de djupt dissekerade Zarisbergen i sydvästra Namibia är ett extremt välexponerat exempel på trombolit-stromatolit-metazoanrev som utvecklades under den proterozoiska perioden, där stromatoliterna här utvecklades bättre i uppstigningslägen under förhållanden med högre strömhastigheter och större sedimentinflöde.

Modern förekomst

Stromatoliter vid Lake Thetis , västra Australien
Stromatoliter vid Highborne Cay, i Exumas , Bahamas

Saltlösningar

Moderna stromatoliter finns mestadels i hypersalthaltiga sjöar och marina laguner där extrema förhållanden på grund av höga salthalter förhindrar djurbete. En sådan plats där utmärkta moderna exemplar kan observeras är Hamelin Pool Marine Nature Reserve, Shark Bay i västra Australien . En annan plats är Pampa del Tamarugal National Reserve i Chile. En tredje är Lagoa Salgada ("Salty Lake"), i delstaten Rio Grande do Norte, Brasilien , där moderna stromatoliter kan observeras som både biohermer (domal typ) och bäddar. Inlandsstromatoliter kan också hittas i saltvatten i Cuatro Ciénegas Basin , ett unikt ekosystem i den mexikanska öknen, och i Lake Alchichica , en maar- sjö i Mexikos Oriental Basin . Den enda öppna marina miljön där moderna stromatoliter är kända för att frodas är Exuma Cays på Bahamas.

upptäcktes en femte typ av klorofyll , nämligen klorofyll f , av Min Chen från stromatoliter i Shark Bay.

Moderna sötvattenstromatoliter

Mikrobialittorn vid Pavilion Lake , British Columbia

Laguna de Bacalar på Mexikos södra Yucatán-halvön i delstaten Quintana Roo har en omfattande bildning av levande jättemikrobialiter ( det vill säga stromatoliter eller tromboliter). Mikrobialitbädden är över 10 km (6,2 mi) lång med en vertikal stigning på flera meter i vissa områden. Dessa kan vara de största levande sötvattensmikrobialiterna, eller någon organism, på jorden.

Alchichica-sjön i Puebla , Mexiko har två distinkta morfologiska generationer av stromatoliter: kolumnformade kupolliknande strukturer, rika på aragonit , bildade nära kustlinjen, daterade tillbaka till 1 100 år före nutid (ybp) och svampliknande blomkålsliknande trombolytiska strukturer som dominerar sjö från topp till botten, huvudsakligen sammansatt av hydromagnesit , huntite , kalcit och daterad tillbaka till 2 800 ybp.

Lite längre söderut förekommer en 1,5 km lång sträcka av revbildande stromatoliter (främst av släktet Scytonema ) i Chetumal Bay i Belize , strax söder om mynningen av Rio Hondo och den mexikanska gränsen.

Stora, upp till 40 m höga, mikrobialittorn upptäcktes i den största sodasjön på jorden: 460 m djup Lake Van i östra Turkiet . De är sammansatta av aragonit som växer på antagligen utfällande oorganisk kalcit vid sub-lakustrina karst-vattenkällor.

Sötvattenstromatoliter finns i Saldasjön i södra Turkiet . Vattnet är rikt på magnesium och stromatolitstrukturerna är gjorda av hydromagnesit .

Två förekomster av sötvattenstromatoliter finns också i Kanada , vid Pavilion Lake och Kelly Lake i British Columbia . Pavilion Lake har de största kända sötvattenstromatoliterna och NASA bedriver för närvarande xenobiologisk forskning där. NASA , den kanadensiska rymdorganisationen och många universitet från hela världen samarbetar i ett projekt för att studera det mikrobiella livet i sjöarna. Kallas " Pavilion Lake Research Project " (PLRP), dess syfte är att studera vilka förhållanden på sjöarnas bottnar som mest sannolikt kommer att hysa liv och utveckla en bättre hypotes om hur miljöfaktorer påverkar mikrobiallivet. Slutmålet med projektet är att bättre förstå vilka förhållanden som sannolikt skulle hysa liv på andra planeter. Avslutningsvis var det ett medborgarvetenskapligt projekt som genomfördes online kallat "MAPPER" där volontärer sorterade igenom tusentals bilder av sjöbottnarna och märkte närvaron av mikrobialiter, alger och andra sjöbottnar.

Mikrobialiter har upptäckts i en damm med öppen grop vid en övergiven asbestgruva nära Clinton Creek, Yukon , Kanada. Dessa mikrobialiter är extremt unga och började antagligen bildas strax efter att gruvan stängdes 1978. Kombinationen av låg sedimentationshastighet, hög förkalkningshastighet och låg mikrobiell tillväxthastighet verkar resultera i bildandet av dessa mikrobialiter. Mikrobialiter vid en historisk gruvplats visar att en antropogent konstruerad miljö kan främja mikrobiell karbonatbildning. Detta har implikationer för att skapa konstgjorda miljöer för att bygga moderna mikrobialiter inklusive stromatoliter.

'Crayback' stromatolite – Nettle Cave, Jenolan Caves, NSW, Australia
'Crayback' stromatolit – Nettle Cave, Jenolan Caves , NSW , Australien

En mycket sällsynt typ av icke-sjöboende stromatolit lever i Nettle Cave vid Jenolan Caves, NSW , Australien. Cyanobakterierna lever på ytan av kalkstenen och upprätthålls av det kalciumrika droppande vattnet, vilket gör att de kan växa mot de två öppna ändarna av grottan som ger ljus.

Stromatoliter som består av kalcit har hittats i både Blue Lake i den vilande vulkanen Mount Gambier och minst åtta cenotesjöar inklusive Little Blue Lake i nedre sydöstra delen av södra Australien .

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stromatolite&oldid=1136347223 "