Протерозой (з грецької (proteros) – перший, старший і (zoe) – життя) – найтриваліший геологічний еон, наступний після архею. Так, нижньою межею протерозою вважають час 2,5 млрд років тому. Верхньою – 541 млн років тому ± 1 млн.

За сучасними уявленнями через низку еволюційних змін і подій протерозой поділений на 3 періоди: палеопротерозой, мезопротерозой і неопротерозой.

Тектоніка

Протягом протерозойського еону продовжували формуватися ядра континентів з фрагментів найдавніших протоконтинентів – кратонів. Зокрема під час палеопротерозою сформувалися значні частини щитів Індії, Північного Китаю і Південної Америки. Так, найдавніше ядро Південної Америки – так званий амазонський кратон, займає майже всю північну і центральну частину Бразилії з прилеглими регіонами Венесуели, Гайани і Сурінаму. На схід від амазонського кратону збереглися фрагменти архейського щита.

Ядро континентальної частини Європи також сформувалося під час протерозойської ери – шляхом об’єднання трьох кратонів у єдиний континент Балтика: Фенноскандії, що займає територію Балтійського щита, і який сформувався в архейськой час, Волго-Уральського (басейн річки Волги) і Сарматського, на території України, Молдови і прилеглої частини Румунії. Об’єднання цих трьох кратонів завершилося до кінця палеопротерозою – 1600 млн років тому.

Протерозойське походження має і континентальне ядро Індії, яке сформувався у результаті об’єднання чотирьох кратонів.

Протягом всього палеопротерозою, як і в археї, молодій планеті була притаманна інтенсивна вулканічна діяльність, однак уже з переважанням на суші, а не під водою, як у попередні геологічні епохи. Таку зміну пов’язують зі збільшенням площ і кількості континентів, що стимулювалося накопиченням значних мас земної кори континентального типу.

Наступний після палеопротерозою – мезопротерозой, виразний формуванням суперконтиненту Родинії 1150 млн років тому. Про це свідчать збіги окраїн літосферних плит Північної Америки й Антарктиди.

900 млн років тому Родинія зазнала розколу. У результаті розпаду утворилося принаймні 8 великих фрагментів.

Протягом протерозойської ери відбулося кілька епох тектогенезу (складчастості). Так, близько 2 млрд років тому закінчилася ранньокарельська (Балтійський щит) або ебурнейська (Західна Африка) епоха, що тривала 250 млн років, і яка разом з наступною пізньокарельською епохою (гудзонською для Канадського щита і майомбською для Африки), що відбулася близько 1700 млн років тому, зіграла вирішальну роль у формуванні фундаментів усіх древніх платформ. Тектоно-магматичні епохи в інтервалі 1700–1400 млн років (наприклад, лаксфордська у Шотландії) виявлені лише на окремих континентах.

Планетарне значення має готська (Балтійський щит), або ельсонська (Канадський щит), епоха, що мала місце в Ектазії і Стенії – періодах мезопротерозою. Вона проявилася не лише у складчастості геосинклінальних утворень, а й у повторному метаморфізмі і гранітизації окремих зон у межах фундаменту древніх платформ. Наступна епоха – дальсландська (Балтійський щит), Гренвільська (Канадський щит), або Сатпурська (Індостан) на межі Ектазія і Стенія, була першою великою епохою складчастості геосинклінальних поясів Південної Америки і Вест-Індії.

Нарешті з протерозоєм пов’язана і байкальська складчастість, що відбувалася протягом Тонія, і яка передувала каледонській тектонічній епосі раннього палеозою. Термін «байкальська складчастість» запропоновав у 1932 р Микола Шатський. Тривалість складчастості спочатку визначали від завершення формування товщі підняття Балтійського щита (1200 млн років тому) до нижнього або навіть до середнього кембрію (500 млн років тому). Після детального вивчення геологічної будови Південної Скандинавії виявлена ймовірність існування у цьому відрізку історії Землі не однієї, а двох епох: дальсландської (або ранньобайкальської) і байкальської (або пізньобайкальської) з межею між ними близько 900 млн років. Типовими районами розвитку геосинклінальних утворень, сформованих в результаті байкальської складчастості (байкаліди), є складчасті системи південного обрамлення Сибірської платформи. Байкаліди утворюють древні ядра багатьох палеозойських складчастих масивів Уралу, Таймиру, Казахстану, Тянь-Шаню, ймовірно, і значних просторів фундаменту Західносибірської рівнини. Масиви байкальської складчастості, в тій чи іншій мірі регенерованих альпійськими тектонічними рухами, встановлені на Кавказі, в Афганістані, Ірані і Туреччині. Одновікові з байкалідами структури добре розвинені на всіх континентах. Структурний план Землі, закладений протягом байкальської складчастості, визначив подальшу еволюцію найголовніших структурних елементів літосфери.

У межах багатьох древніх платформ байкальська тектонічна епоха стала часом формування давніх тектонічних грабенів (авлакогенів), які заповнювалися потужними товщами осадових і осадово-вулканогенних порід, і які складають нижні горизонти чохлів цих платформ.

Подібні авлакогени виявлені завдяки бурінню і геофізичним дослідженням у глибоких частинах Східноєвропейської та Сибірської платформ.

Південні платформи Землі в період байкальської складчастості зазнали потужних процесів магматизму і метаморфізму.

Гідросфера й атмосфера

Найважливіші зміни в атмосфері та гідросфері цього часу пов’язані з активним розвитком фотосинтезу та окисно-відновними процесами відповідно. Парникові гази, такі як вуглекислий і метан, яких було значно більше в архейській атмосфері, поступово фіксувалися і руйнувалися завдяки фізичним й органічним процесам – вони ж, очевидно, вплинули і на приземні температури атмосфери й океану та відіграли важливу роль у великих зледеніннях Землі у протерозої.

Льодовикові відклади палеопротерозойського часу знайдені у Північній Америці, Північно-західній Європі, Індії, Південній Африці та Західній Австралії. Геологічні формації Гуронської супергрупи товщиною до 12 км свідчать про три льодовикові епізоди та кілька періодів із значною кількістю вільного кисню в атмосфері. Так звана «киснева катастрофа» пов’язана з виділенням великої кількості поживних речовин до Світового океану під час танення льоду, накопиченого першим Гуронським зледенінням у межах від 2,45 до 2,3 млрд років тому. Далі такі події почергово повторювалися. Водночас у проміжку між 1 млрд років до 720 млн років тому виділяється період Тоній, з якого віднайдено мало свідчень про зледеніння та формування родовищ залізних руд.

Після нього розпочався один із наймасштабніших та найсуворіших льодовикових періодів в історії Землі – Кріогенійський. Про нього свідчать льодовикові відклади того часу у тропічних широтах. Саме з цими подіями пов’язують гіпотезу про так звану Землю-сніжку. Водночас, за останніми дослідженнями газів, захоплених кристалами солі, уже на початку Едіакарського періоду – у час чергового масштабного потепління і, відповідно, окислення, вміст кисню в атмосфері досяг 11%.

Органічний світ

На межі архею і протерозою перехід атмосферного складу від хімічно активного вуглекислотного до нейтрального, безумовно, позначився і на організації земного життя.

Мабуть, саме ця подія стала поштовхом до виникнення принципово нових – еукаріотних форм одноклітинних організмів і водоростей з чітко відокремленим ядром та іншими органоїдами. Серед ранньопротерозойських еукаріотів були представники 3-х царств: грибів, рослин і тварин, різноманітність яких особливо зросла в другій половині протерозою – 1700–542 млн років тому (раніше цей період називався рифей). На початку цього часового проміжку з’явилися одноклітинні рослини, пізніше – приблизно 1 млрд років тому – багатоклітинні рослини (зелені і червоні морські водорості) й одноклітинні тварини, і нарешті 700 млн років тому виникли перші представники багатоклітинних тварин.

До найдавніших знахідок таких тварин належать Чарнії і Чарнодискуси з товщі Чарнвуд-Форест у Великобританії. Багата фауна неопротерозою відкрита в районі Едіакарій у Південній Австралії, де знайдено близько 1600 екземплярів тварин, на підставі вивчення яких австралійськими геологами Глеснером і Уейдом описано близько 30 видів. Понад 60% колекції цього району складають кишковопорожнинні. Особливо численні медузи (Белтанелли і Цикломедузи), а також форми, близькі до сучасних морських пер. Велика різноманітність кільчастих і 5 видів багатощетинкових червів. Окрім них є членистоногі і деякі несистематизовані тварини (Трибрахідіуми).

Різноманітна, раніше не відома фауна цього району отримала окрему назву – едіакарської. Згодом представники цієї фауни були знайдені в багатьох місцях земної кулі, зокрема у Північній і Південній Америці, в Африці, на Ньюфаундленді, Україні – в каньйоні Дністра і на Літньому березі Білого моря, де відомі медузоїдні та інші форми. У свердловинах на Східноєвропейській платформі, приблизно в тих же горизонтах, знайдені своєрідні Вендії і Белтанелліформіси. Окремі знахідки представників едіакарської фауни віднайдені і в окремих регіонах Сибіру.

Отже, представники едіакарської фауни відомі по всій Землі, тобто розвиток м’якотілих багатоклітинних тварин, що не мають мінерального скелета, таких як кнідарії, кільчасті і плоскі черви, членистоногі і голкошкірі, був загальнопланетарним. Життєдіяльність тварин протерозойської ери виявлена у слідах повзання, проїдання ґрунту, виритих нір й інших відбитків. Особливо вражають мікрофосілії. Вони представлені не лише бактеріями, ціанобіонтами, безхребетними тваринами, нитчастими водоростями, а й очевидно спорами мохів. Якщо це так, то першими наземними рослинами могли бути верхньопротерозойські мохи.

Звісно, наприкінці протерозою значного поширення зазнали і строматоліти, сформовані ціанобіонтами в симбіозі з бактеріями, що стали першими будівельниками рифів в історії Землі. Строматолітові споруди характерні для мілководних морів усього тодішнього світу. Проте, приблизно 700 млн років тому їхнє різноманіття починає різко скорочуватись. За однією з теорій причиною стали еукаріотні травоїдні організми, діяльність яких ініціювала кремнеземну біомінералізацію.

Важливе значення для розподілу мезо- і нео- протерозою мають мікрофітоліти, що являють собою різноманітні біогенні конкреції і згустки, приурочені до карбонатних порід. У відкладах також зустрічаються акрітархи – дрібні тільця рослинного походження, розміром 20–50 мкм і які мають певне стратиграфічне значення.

Корисні копалини

Морські і континентальні відклади мезо- і неопротерозою поширені на всіх материках, хоча платформи в протерозої займали меншу площу, ніж в палеозої, особливо в Південній півкулі. На великих просторах плоских поверхонь платформ відбувався розмив нижньопротерозойських порід, складених гнейсами і гранітами. Продукти руйнування гірських порід накопичувалися в прогинах; так формувалися товщі кварцових і аркозових пісковиків на Східноєвропейській, Північноамериканській та деяких інших платформах. У зовнішніх прогинах геосинклінальних поясів поруч із піщаними породами відкладалися глинисті товщі, карбонатні породи із строматолітами і в окремих випадках фліш.

В кінці протерозойської ери, в епоху байкальської складчастості на великих площах відкладалися моласи.

До відкладів верхнього протерозою приурочені родовища залізних руд (Південний Урал, Єнісейський кряж, Тянь-Шань), фосфоритів (Західний Сибір, Прибайкалля). З карбонатними товщами пов’язані свинцево-цинкові родовища (Ангара).

В Екваторіальній Африці з породами протерозойської ери пов’язані багатющі родовища мідних, кобальтових й уранових руд. Відклади термінального неопротерозою на Сибірській платформі включають газоконденсатні родовища (Іркутська область).

Протерозойський еон став винятково важливим часом історії Землі, адже саме у ньому відбулись визначальні еволюційні зміни, що сформували сучасне обличчя нашої планети.

Візуалізація статті нижче: