9. kafli – upphafsöld 4600-2500 már
DESCRIPTION
9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már. Myndrænt yfirlit yfir helstu atburði upphafsaldar. Myndun gufu- og vatnshvolfs jarðar?. Líklega myndast þegar lofttegundir sluppu til yfirborðsins eftir að jörðin hafði hitnað svo mikið að mestur hluti hennar varð fljótandi. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/1.jpg)
9. kafli – Upphafsöld
4600-2500 Már
![Page 2: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/2.jpg)
Myndrænt yfirlit yfir helstu atburði upphafsaldar
![Page 3: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/3.jpg)
Myndun gufu- og vatnshvolfs jarðar?
• Líklega myndast þegar lofttegundir sluppu til yfirborðsins eftir að jörðin hafði hitnað svo mikið að mestur hluti hennar varð fljótandi
![Page 4: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/4.jpg)
• Þær lofttegundir sem nú berast til yfirborðs jarðar með eldgosum gefa okkur hugmynd um frumgufuhvolf jarðar
![Page 5: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/5.jpg)
Frumgufuhvolf jarðar:
líklega verið vatnsgufa, vetni, koldíoxíð, nitur o.s.fv.
![Page 6: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/6.jpg)
Myndun jarðar
1) Eftir að yfirborð jarðar hafði kólnað nægilega myndaðist fljótlega jarðskorpa úr basískri kviku úr möttlinum
![Page 7: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/7.jpg)
2) Þegar hitastig jarðskorpunnar var a.m.k. komið niður
fyrir markhitastig vatns náði vatnsgufa gufuhvolfsins að þéttast og mynda
vatnshvolfið –> haf
![Page 8: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/8.jpg)
3) Súrt regnið kom af stað mikilli efnaveðrun á berginu og fljótlega jókst selta hafanna
![Page 9: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/9.jpg)
Berg frá upphafsöld
• „Gneis-granulít“ - mjög myndbreytt kornótt
berg
![Page 10: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/10.jpg)
• Grænsteinabelti
- einkum að finna á meginlandsskjöldum
- einkennast af gosbergi (basískt og súrt) og seti
- nokkuð myndbreytt
![Page 11: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/11.jpg)
Myndun grænsteinabelta. Setlög úr strandhöfum og myndbreytt úthafsskorpa þrýstist saman á milli meginlandskjarna/eyjaboga og mynda púðalaga grænsteinabelti
![Page 12: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/12.jpg)
Stórir meginlandskjarnar myndast
• Fyrstu meginlands- kjarnarnir „kratonar“ urðu líklega til við myndun fellingafjalla fyrir 3.500-3.000 Má (Yellow stone)
• Fjöllin eru löngu horfin en bergið í rótum þeirra má sjá víða
![Page 13: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/13.jpg)
• Meginlandskjarnar virðast ekki hafa myndast að neinu ráði fyrr en fyrir 2.700 - 2.300 Má en þá virðast fellingahreyfingar hafa verið nokkuð algengar
• Núverandi lega skjalda sem myndast höfðu á upphafsöld
![Page 14: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/14.jpg)
Myndun fyrstu meginlandsskorpunnar samkvæmt flekakenningunnia) Úthafsskorpa sekkur, hlutbráðnun verður og eyjabogi myndast. Setlög og
hraun fylla lægðina að baki eyjabogans. b) Eyjaboga rekur saman og meginlandsskorpa verður til við samkýtinguna.
Fornt set og hraun vöðlast upp í grænsteinabeltum. Kvika frá hlutbráðnun safnast saman í berghleifum sem troða sér upp í skorpuna og auka á flotjafnvægi hennar.
![Page 15: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/15.jpg)
Líf á upphafsöld
• Líklega er jörðin eina reikistjarnan sem hýst getur líf -> Hvers vegna??
1) Stærð jarðar og þar með
aðdráttaraflið sem heldur vatnshvolfinu og gufuhvolfinu á sínum stað
![Page 16: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/16.jpg)
2) Fjarlægð jarðar frá sólu veldur því að hitastig á jörðinni er ákjósanlegt og vatnshvolfið helst því fljótandi að stærstum hluta
![Page 17: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/17.jpg)
• Engir steingervingar heilkjörnunga finnast í bergi jarðar frá upphafsöld
• Aðeins er að finna steingerðar þráðlaga bakteríur í 3.500 Má gömlu kvarsbergi í V-Ástralíu
![Page 18: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/18.jpg)
• Þessar bakteríur samsvara núlifandi ljóstillífandi bakteríum og gætu verið skyldir blágrænubakteríum (strýtuþörungum)
![Page 19: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/19.jpg)
• Strýtuþörungar urðu mjög algengir undir lok upphafsaldar en nú myndast þeir við strendur hlýrra hafa en eru tiltölulega fáséðir miðað við fyrri útbreiðslu
![Page 20: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/20.jpg)
Vöxtur strýtuþörunga1) Bakteríurnar mynda límkennt lag (mottu) sem safnar í sig
karbónatögnum2) Bakteríurnar vaxa í gegnum setið og mynda aðra mottu. 3) Margar mottur hver ofan á annarri mynda strýtuþörunga.
![Page 21: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/21.jpg)
Sameindaerfðafræði
• Í dag er hægt að greina röð byggingareininganna í genunum (kirni) og sjá uppröðun á amínósýrueiningum í prótínum
• Hægt er að bera saman amínósýruröðina og skoða innbyrðis skyldleika milli tegunda -> munurinn á genum simpansa og manna er minni en 2%
![Page 22: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/22.jpg)
Hvernig kviknaði lífið á jörðinni?
Varð lífið á jörðinni til fyrir einstaka tilviljun eða af
efnafræðilegri nauðsyn?
• Þegar stórt er spurt verður lítið um svör en ef við skoðum lífið í dag þá einkennist það af þremur gerðum stórsameinda þ.e. kjarnasýranna DNA, RNA og prótíni.
![Page 23: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/23.jpg)
Þegar þróun lífsins hófst hefur verið að baki löng þróun efnisins
1) Talið er að í byrjun hafi efni sem eru nauðsynleg lifandi lífverum, svo sem amínósýrur og fosfat komið saman
2) Hugsanlegt er að þessi efni hafi borist til jarðar utan úr geimnum -> því greinast í geimryki, loftsteinum og halastjörnum
3) Efnin söfnuðust saman svo sameindir þeirra rákust á og með tímanum hafi orðið til sífellt flóknari efni
![Page 24: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/24.jpg)
Stóra spurningin er í hvaða röð birtust þessi efni?
1) Talið er að áður en til varð líf hafi þróast frumstæðar lífverur þar sem RNA gegndi hlutverki kjarnasýra og prótína.
![Page 25: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/25.jpg)
2) Lífverur verið óstöðugar en smám saman þróast í þeim ensímakerfi úr prótínum og erfðarefni úr DNA
-> til stuðnings má benda á að RNA getur:
a) flutt erfðaupplýsingar
b) framkvæmt vinnu í frumunum
c) hraðað efnahvörfum, þ.e. gengið í hlutverk ensíma
![Page 26: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/26.jpg)
3) Einnig verið bent á að í sumum veirum gegnir RNA hlutverki erfðaefnis í stað DNA. Um síðir hefur svo DNA sem er stöðugri sameind þróast í að taka við hlutverki RNA sem erfðalykill
![Page 27: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/27.jpg)
Hvar kviknaði lífið?
• Þegar Stanley Miller gerði tilraun sína og tókst að framleiða amínósýrur gerðu þeir ráð fyrir því að fyrstu lífrænu efnasamböndin og lífið sjálft hefði kviknað í tjörnum við stöðugar eldingar -> „frumgrauturinn“
![Page 28: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/28.jpg)
• Gallin við þessa tilgátu er að ekkert frjálst súrefni (O2) hefði mátt vera til staðar því að það hefði oxað og þar með eyðilagt lífræn hráefni í nauðsynleg lífræn efnasambönd
![Page 29: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/29.jpg)
• Ljóstillífun framleiðir nú meirihluta af súrefni og því var álitið að ekkert súrefni hefði verið í gufuhvolfi jarðar fyrir daga ljóstillífandi lífvera
![Page 30: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/30.jpg)
• Í dag er vitað að útfjólublátt ljós brýtur vatnsgufuna í efri lögum gufuhvolfsins niður þannig að súrefni losnar og dreifist -> alltaf verið smá súrefni í gufuhvolfi upphafsaldar og nægilega mikið til að eyðileggja efnasambönd sem eru frumskilyrði þess að líf geti þrifist
![Page 31: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/31.jpg)
• Það er því ólíklegt að líf hafi kviknað í litlum tjörnum þar sem súrefni var til staðar
• Umhverfi sem ekki er í beinni snertingu við gufuhvolfið er því betri kostur t.d heit svæði neðansjávar í nágrenni miðhafshryggja
![Page 32: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/32.jpg)
• Í dag er að finna jarðhitasvæði á hryggjum þar sem heitt vatn flæðir -> þarna er að finna fjölskrúðugan bakteríugróður sem nýtir aðstæður í umhverfinu á margvíslegan máta en flestar nýta uppleyst efni sem vatnið ber með sér -> umhverfi þar sem líf hefði getað kviknað
![Page 33: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/33.jpg)
Efnatillífun
• Aðferðin sem hitabakteríur nota til að afla orku er einföld í sjálfu sér:
virkja orku sem losnar við hægfara efnahvörf (efni falla út) í umhverfinu. Bakteríurnar neyta þessara efnasambanda og leyfa þannig efnahvörfunum sem að óbreyttu hefðu átt sér stað í sjónum að gerast inni í frumunni
![Page 34: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/34.jpg)
• Svo lítur út sem frumstæðustu fornbakteríur séu aðlagaðir heitu súrefnissnauðu umhverfi
• Þetta bendir til þess að bakteríur hafi þróast í slíku kjörlendi t.d. á jarðhitasvæðum miðhafshryggjanna -> rök
![Page 35: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/35.jpg)
Rök:
1) Hryggirnir eru víðáttumiklir
2) Mörg lífræn efnasambönd sem nauðsynleg eru myndunar lífvera leysast vel upp í heitu vatni
3) Vatnið er súrefnissnautt þannig að þessi lífsnauðsynlegu efnasambönd oxast ekki
![Page 36: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/36.jpg)
4) Er að finna málma t.d nikkel sem lífverur þarfnast sem snefilefni
5) Mikið um leir -> mikilvægt efni við myndun lífrænna stórsameinda
6) Þarna er að finna frumstæðar lífverur sem stunda efnatillífun
![Page 37: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/37.jpg)
Hvað með heilkjörnunga ???
• DNA/RNA rannsóknir hafa varpað ljósi á þróunarsögu baktería og hvenær heilkjörnungar urðu til
• Litningabygging frumstæðra heilkjörnunga bendir til þess að þeir hafi þróast frá bakteríum þegar leiðir fornbaktería og eiginlegra baktería (eubacteria) skildu
![Page 38: 9. kafli – Upphafsöld 4600-2500 Már](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042608/568146f2550346895db425d5/html5/thumbnails/38.jpg)
• Með tilkomu ljóstillífunar- baktería þ.e.a.s. blágrænu- og rauðgrænu-baktería breyttist vistkerfið
• Súrefnisframleiðsla þessara baktería gerði fjölfruma lífverum fyrst mögulegt að lifa.