الدهر السحيق

أصل الكلمة والتغييرات في التصنيف

المصطلح اللاتيني للدهر السحيق (Archean) جاءت من  (الإغريقية : Arkhē = Αρχή  = "البداية، المنشأ")، وكان اقدم استخدام لهذا المصطلح عام 1872، عندما كان يعني "أقدم العصور الجيولوجية". وقبل الاعتراف بالدهر الجهنمي،كان الدهر السحيق يغطي تاريخ الأرض القديم منذ نشأتها قبل 4,540 مليون سنة وحتى 2,500 مليون سنة. 
وكانت بداية ونهاية الدهر السحيق تعتمد على التحديد الزمني بدلا من أن تكون مستندة على طبقات الأرض. اعترفت اللجنة الدولية للطبقات رسمياً بأن نقطة البداية لهذا الدهر تكون قبل 4 مليارات سنة.

جيولوجيا

عندما بدأ الدهر السحيق كان تدفق حرارة الأرض يعادل ثلاثة أضعاف ما هو عليه اليوم، ولا يزال ضعف المستوى الحالي عند الانتقال من الدهر السحيق إلى دهر الطلائع (قبل 2,500 مليون سنة). كانت حرارة الفائضة نتيجة لمزيج من بقايا حرارة التنامي الكوكبي وحرارة اللب الداخلي للأرض ومن تفكك العناصر المشعة.
بالرغم من قلة الحبيبات المعدنية المعروفة بالدهر الجهنمي، إلا أن أقدم التكوينات الصخرية التي انكشفت على سطح الأرض كانت في الدهر السحيق. تم العثور على صخور الدهر السحيق في كل من جرينلاند، وسيبيريا، والدرع الكندي، ومونتانا ووايومنغ (أجزاء من كراتون وايومنغ)، والدرع البلطيقي، ورودوبي ماسيف، واسكتلندا، والهند، والبرازيل، وغرب استراليا وجنوب أفريقيا. جميع البقايا البلورية من القشرة التي نجت خلال الدهر السحيق  يسودها الجرانيت. مثل على ذلك الصفائح الكبيرة الذائبة وكتل الجرانيت الضخمة، والديوريت، والاندساسات الطبقية، والآنورثوسايت ومونزونيت المعروفة بالسنوكيتويد. غالبا ما كانت صخور الدهر السحيق تتحول إلى رواسب مياه عميقة، مثل الجرواق، والصحور الطينية، والرواسب البركانية، وتشكيلات الحديد الشريطي. وكان النشاط البركاني أعلى بكثير من هذا اليوم، مع تدفق هائل للحمم، كالأنواع الغير عادية مثل الكوماتيت. كانت صخور الكربونات نادرة، وهذا يشير إلى أن المحيطات كانت أكثر حمضية بسبب ذوبان ثاني أكسيد الكربون فيها مقارنة دهر الطلائع. أحزمة الحجر الأخضر هي تكوينات نموذجية للدهر الجهنمي، تتكون من وحدات متوالية من صخور مافي البركانية والصخور الرسوبية، بما في ذلك صخور فلسي البركانية. جاءت الصخور البركانية المتحولة من أقواس الجزر البركانية، بينما الصخور الرسوبية المتحولة في أعماق البحار تآكلت من أقواس الجزر متجاورة وترسبت  في حوض قوسي أمامي. وتمثل أحزمة الحجر الأخضر لكلا النوعين من الصخور المتحولة دروزا بين القارات البدائية.
بدأت تتشكل قارات الأرض  في الدهر السحيق، لكن لا تزال التفاصيل حول تشكلها قيد المناقشة، بسبب عدم وجود أدلة جيولوجية شاملة. وتبين إحدى الفرضيات أن الصخور الموجودة حاليا في الهند، وأستراليا الغربية، وجنوب إفريقيا
قد شكلت قارة تدعى أور قبل 3,100 مليون سنة. وفرضية مختلفة مناقضة تتمثل في أن صخور أستراليا الغربية، وجنوب إفريقيا تجمعت في قارة تدعى فالبارا تعود إلى ما قبل 3,600 مليون سنة. ورغم أن القارات الأولى تشكلت خلال هذا الدهر، إلا أن صخوره تشكل 7% فقط من كراتون العالم الحالي. ورغم تآكل التشكل السابق وتعريه، إلا أن الأدلة تشير إلى أن 5 - 40% فقط من مساحة القارات الحالية تشكلت خلال الدهر السحيق.
قد يكون النشاط التكتوني للصفائح بنهاية الدهر السحيق (قبل 2,500 مليون سنة) مماثلًا لنشاط الأرض الحديثة. هناك أحواض رسوبية محفوظة بشكل جيد، بالإضافة إلى براهين عن وجود الأقواس البركانية، والفجوات داخل القارة، واصطدامات القارة بالقارة وتكون الجبال المنتشر وأحداث تشير إلى تجمع وتفكك واحدة أو وربما عدة قارات عظمى. وكان الماء السائل سائدا، وتثبت الأحواض العميقة في المحيطات على وجود تشكيلات الحديد الشريطي، وطبقات الشيرت، الرواسب الكيميائية والبازلت الوسادية.

البيئة

يعتقد أن الغلاف الجوي للدهر السحيق كان ينقصه الأكسجين الحر. ويعتقد علماء الفلك أن الشمس لديها ما يقرب من 70-75% من السطوع الحالي، ومع ذلك يبدو أن درجات الحرارة على الأرض كانت قريبة من المستويات الحديثة بعد تكون الأرض بـ 500 مليون سنة (مفارقة خفوت الشمس الوليدة). ويتضح وجود الماء السائل على صخور النايس المشوهة بسبب التحول من البروتوليت الرسوبي. وقد تعكس درجات الحرارة المعتدلة عن وجود كميات أكبر من الغازات الدفيئة عما كانت عليه فيما بعد خلال تاريخ الأرض. وكبديل، ربما كان بياض الأرض أقل في ذلك الوقت بسبب مساحة أرض الصغيرة والغطاء السحابي.
كان يعتقد منذ فترة طويلة أن الضغط الجوي في الدهر السحيق كان مرتفعا. ولكن في عام 2012، أظهر قياس لحفر صغيرة ناتجة عن ضربات قطرات المطر على طفة عمرها 2.7 مليار سنة أن الضغط كان ما بين 0.52 - 1.1 جو. وفي عام 2016، على سبيل المقارنة، وبالاعتماد على العمق، فإن حجم الفقاعات المحصورة في الحمم البركانية الذي يرجع تاريخه إلى 2.74 مليار سنة مضت عند 0.23 ± 0.23 جو، أي أقل من 0.5 جو.

الحياة المبكرة

لم تكن عملية نشأة الحياة على الأرض مفهومة تماما، لكن هناك أدلة قوية تبين أن الحياة ظهرت إما بقرب نهاية الدهر الجهنمي أو في وقت بدايات الدهر السحيق. أقدم دليل للحياة على الأرض هو الغرافيت الأحيائي، نشأ في صخور ترسبية قبل 3.7 مليار سنة، واكتشف في غرب جرينلاند.
تتكون الأحافير القديمة المعروفة من الستروماتوليت، وهي عبارة عن حصائر ميكروبية تشكلت في المياه الضحلة بواسطة البكتيريا الزرقاء. تم العثور على اقدم ستروماتوليت في حجر رملي عمره 3.48 مليار سنة، وتم اكتشافه في أستراليا الغربية. كان الستروماتوليت منتشرا خلال فترة الدهر السحيق كلها ثم اصبح شائعا في أواخره. كان للبكتيريا الزرقاء دور فعال في إنتاج الأكسجين الحر في الغلاف الجوي.
عثر على أدلة إضافية للحياة القديمة في معدن الباريت البالغ عمره 3.47 مليار سنة، في مجموعة طبقات واراوونا في أستراليا الغربية. يظهر هذا المعدن تجزيء الكبريت بنسبة 21.1%، وهذا دليل على وجود بكتيريا مختزلة للكبريت والتي تستقلب كبريت-32 بسهولة أكثر من كبريت-34.
إن أدلة الحياة في أواخر الدهر الجهنمي هي أكثر ما يثير الجدل. ففي عام 2015، تم اكتشاف كربون حيوي في الزركون منذ 4.1 مليار سنة، لكن هذا الدليل يعتبر أوليا ويحتاج إلى التحقق.
قبل 4.2-4.3 مليار سنة كانت الأرض معادية جدًا للحياة، أي قبل الدهر السحيق عندما كانت الحياة كما هو معروف في مواجهة تحديات هذه الظروف البيئية. ولو أن الحياة قد نشأت قبل الدهر السحيق، فلا يمكن أن تكون الظروف ملائمة للحفاظ على هذه الحياة حتى بلوغ الدهر الجهنمي.
اقتصرت الحياة في الدهر السحيق على كائنات بسيطة أحادية الخلية (تفتقر إلى النوى)، يطلق عليها بدائيات النوى. بالإضافة إلى نطاق البكتيريا، فقد تم التحقق أحافير دقيقة لنطاق العتائق. لا يوجد أحافير معروفة لحقيقيات النوى خلال بداية الدهر السحيق، على الرغم من أنها قد تطورت خلاله. لم يكتشف أي دليل أحفوري لناسخات داخلية الخلية دقيقة جدا مثل الفيروسات.
تظهر الميكروبات المتحجرة للحصائر الميكروبية الأرضية أن الحياة كانت موجودة على الأرض قبل 3.22 مليار سنة.

تأريخ

عثر على حفريات إسوا-جنيس في منطقة "نوك" في جرينلاند ويرجع تاريخها إلى الدهر السحيق. وفي عام 1999 تعرف علماء الجيولوجيا على صخور ترجع تاريخها إلى وقت سبق دهر الطلائع. وأقدم الصخور التي عثر عليها حتى الآن هي أكاسا-جنيس ويبلغ عمره نحو 4030 مليون سنة وقد وجد في كندا في منطقة تسمى "الدرع الكندي"
في عام 2008 اجريت بحوث و تأريخات من عهد الهدايكوم لصخور وجدت في منطقة شرق شيلد كندا أيضا . وافترضت  أول قارة كبيرة أور (قارة) بأنها وجدت قبل 3 مليارات من السنين ومن ضمنها منطقة جزيرة كراتون .
وكان في اعتقاد العلماء أنه لا توجد أحفورات من الدهر الأركي  ، ولكن اتضح أن قد تكونت عمليات تطور بعد وقت قصير من بعد تصلب القشرة الأرضية . ويصنف الجيولوجيون التطور الكيميائي بأنه قد بدأ قبل نحو 3.800 مليون سنة :  تكونت جزيئات كبيرة وترابطت  وكان في استطاعتها تكبير نفسها وتكرر بنياتها . ويعتبر ذلك بداية ظهور حياة علي الأرض في الدهر السحيق المبكر .
وأقدم ما عثر عليه من أحفورات كيميائية ، أي احفورات تحمل آثارا لكائنات حية هي "شعيرات" ميكروسكوبية في الصخور ، وقد وجدت في جنوب أفريقيا - وهي بقايا يرجع تاريخها إلى نحو 5و3 مليار سنة ، وهي عبارة عن "بكتيريا سيانو" - وبالتالي طحلب أزرق . ثم وجدت بعد ذلك أحفورات صنفت بأنها ستروماتوليت نشأت في الدهر الأركي.
وبالطبع فإن ما عثر عليه من أحفورات من الدهر السحيق فهو نادر حيث تحولت جميع اراضي هذا الزمن والتي 
كانت تحتوي على آثار ، تحولت إلى رمال ناعمة عبر تلك الفترات الطويلة حتى الآن ، ووقعت تحت ظروف التعرية ،وحدثت لها تحولات ، واصبحت أساس احجار رسوبية أو اختلطت وانصهرت في باطن الأرض.
لم يبقي إلا صخور الكراتون الذي لم يتغير منذ وجوده ، ويسمى أحيانا "أركون "   Archons  من ذلك الدهر السحيق ويمكن البحث عنه بالحفر العميق إلى عدة آلاف متر . وقد وجدت تلك الصخور الأركونية مثلا في شبه جزيرة كولا  ، زيمبابوي وفي شيلد كندا , في بعض البقاع في الصين وفي غرب أستراليا .
لم يحتوي الغلاف الجوي للأرض على الأكسجين في الدهر السحيق . فقد عمل الأكسجين الذي أنتجه التمثيل الضوئي  في بدائيات النوى (بروكاريوت )  على أكسدة المعادن في مياه المحيط القديم ، وبعد نهاية اكسدة المعادن في الماء وتشبع الماء بالإكسجين بدأ الأكسجين يتصاعد إلى الهواء في أواخر دهر الأركي - قبل 5و2 مليار سنة . وأصبح وجوده في الغلاف الجوي خلال دهر الطلائع الذي جاء بعد الدهر السحيق.