Archeïcum

Het geologisch tijdvak van het Archeïcum (ook Archaïcum of Archeozoïcum (Engels: Archean of Archaean)) is een eon in de vroege geschiedenis van de Aarde, dat duurde van 4 tot 2,5 miljard jaar (2,5 Ga) geleden. Het Archeïcum vormt samen met de direct erop volgende, geologische periode van het Proterozoïcum het overkoepelende tijdvak van het Precambrium. Het begin van het Archeïcum valt samen met de ouderdom van de oudste gesteenten op Aarde.

Periodisering van het Archeïcum
Het Archeïcum wordt onderverdeeld in vier era's, van meest recent tot langstgeleden: 
 Neoarcheïcum (2,8 - 2,5 Ga)
 Mesoarcheïcum (3,2 - 2,8 Ga)
 Paleoarcheïcum (3,6 - 3,2 Ga)
 Eoarcheïcum (4,56 - 3,6 Ga)

Het begin van het Eoarcheïcum is niet nader gedefinieerd. In sommige geologische tijdsschalen wordt de naam Hadeïcum (~ 4,56 - 3,8 Ga) gebruikt voor de periode tussen het ontstaan van de Aarde en de vorming van de eerste gesteenten.

Archeïsche gesteenten en het ontstaan van continenten 

Uit het Archeïcum zijn vooral vondsten bekend van sterk gemetamorfoseerde gesteenten. Bekend zijn onder andere de komatiieten van West-Groenland, met 3,8 Ga een van de oudst gedateerde ontsloten gesteenten op Aarde.

Er wordt aangenomen dat zo'n 70% van de landmassa op Aarde in het Archeïcum is ontstaan.

Atmosfeer
De aardatmosfeer tijdens het Archeïcum bevatte nauwelijks zuurstof, zodat dierlijke levensvormen niet zouden hebben kunnen overleven. Zuurstof kwam in zeer kleine hoeveelheden vrij in de hogere atmosfeer, bij de ontleding van waterdamp, door de werking van ultraviolette straling. Het gevormde zuurstofgas verspreidde zich vervolgens in zeer lage concentraties naar de lagere atmosfeer, en zodra het in aanraking kwam met gesteente aan het aardoppervlak reageerde het daarmee. De zuurstof brak daarnaast (via oxidatie) ook reeds gevormde organische verbindingen af, die juist essentieel zijn voor het leven.

Aan het begin van het Archeïcum bedroeg de lichtkracht van de zon slechts 75% van de huidige waarde. In principe zou de temperatuur op Aarde hierdoor te laag zijn geweest voor vloeibaar water. Echter de aanwezigheid van sedimentair gesteente uit deze periode wijst erop dat er toen al sprake was van stromend water aan het aardoppervlak. Dat wijst op een temperatuur boven het vriespunt, die wordt verklaard uit de toenmalige hoge concentratie koolstofdioxide in de atmosfeer, waardoor de Aarde veel warmte kon vasthouden, een natuurlijk broeikaseffect. Aan het eind van het Archeïcum was de lichtkracht van de zon inmiddels toegenomen tot 82% van de huidige zonlichtsterkte.

Leven 
De oudste directe sporen van leven zijn gevonden microfossielen van 3,0 tot 3,4 miljard jaar oud. Het betreft fossielen van eencellige, prokaryote, eenvoudige soorten cyanobacteriën, bacteriën die in staat zijn tot fotosynthese. Indirect bewijs voor fotosynthese wordt echter ook al gevonden in nog oudere gesteenten, zodat de huidige wetenschap aanneemt dat het leven ongeveer 3,9 miljard jaar geleden is ontstaan. DNA-onderzoek vanuit de moleculaire biologie komt uit op een vergelijkbare ouderdom van de laatste gemeenschappelijke voorouder van alle bekende soorten levensvormen.

Het leven was in het Archeïcum waarschijnlijk beperkt tot eenvoudige, prokaryote soorten eencelligen. De huidige bacteriën zijn voorbeelden van prokaryoten. Cyanobacteriën ("blauwalgen"), die middels fotosynthese glucose, en van daaruit grotere biopolymeren, konden aanmaken uit koolstofdioxide en water, vormden kolonies van zogenaamde algenmatten, waarvan de fossiele vondsten bekendstaan als stromatolieten. Deze vroege levensvormen stonden aan de basis van de ontwikkeling van het latere, meercellige leven.

Omdat de atmosfeer in het Archeïcum nog nauwelijks zuurstof bevatte, zou hedendaags, aeroob leven niet hebben kunnen overleven. Bovendien betekende de afwezigheid van zuurstof dat er ook geen ozonlaag was, die het aardoppervlak had kunnen beschermen tegen, voor het leven schadelijke, ultraviolette straling. Het is aannemelijk dat tijdens het Archeïcum, vanwege de afwezigheid van een ozonlaag, alleen leven in zee mogelijk was, waar deze straling niet kon doordringen. Ook is deze afwezigheid van zuurstof een mogelijke reden waarom Archeïsche levensvormen in kolonies leefden: de binnenste delen van de kolonie waren beter beschermd tegen de schadelijke straling.

Aan het begin van het Proterozoïcum vond de zuurstofrevolutie plaats: een grote toename van het zuurstofgehalte in de atmosfeer. Deze revolutie valt ongeveer samen met de ouderdom van de oudste, gevonden fossielen van complexere eencelligen (zogenaamde eukaryoten). De zuurstofrevolutie wordt daarom vaak aangewezen als mogelijke oorzaak van deze belangrijke stap in de evolutie. Het is echter ook mogelijk dat de eerste eukaryoten al voor de zuurstofrevolutie ontstonden, aan het einde van het Archeïcum.

Ontstaan van het leven 

Waar het leven vandaan kwam en hoe het ontstaan is, is niet duidelijk. Wel is zeker dat dit in de oceanen is gebeurd, de zogenaamde "oersoep". Er zijn vervolgens verschillende wetenschappelijke hypotheses over hoe in zee de eerste simpele cellen uit levenloze materie kunnen zijn ontstaan (abiogenese).

Zie ook
Paleobiologie
RNA-wereld