พรีแคมเบรียน

อภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียน (อังกฤษ: Precambrian supereon หรือ อังกฤษ: Pre-Cambrian supereon อักษรย่อ pꞒ) หรือ คริปโตโซอิก (อังกฤษ: Cryptozoic) เป็นส่วนแรกสุดของประวัติของโลก ซึ่งเกิดอยู่ก่อนหน้าบรมยุคฟาเนอโรโซอิก โดยอภิมหาบรมยุคนี้ได้ชื่อเช่นนี้เนื่องจากอยู่ก่อนหน้ายุคแคมเบรียน ซึ่งเป็นยุคแรกของบรมยุคฟาเนอโรโซอิก ซึ่งตั้งตามแคมเบรีย (Cambria) ซึ่งเป็นชื่อแบบละตินของเวลส์ ที่ซึ่งหินจากยุคนี้ถูกนำมาศึกษาเป็นครั้งแรก โดยอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียนคิดเป็นประมาณร้อยละ 88 ของธรณีกาลของโลก อภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียนเป็นหน่วยอย่างไม่เป็นทางการของธรณีกาล แบ่งออกเป็นสามบรมยุค ได้แก่ บรมยุคเฮเดียน บรมยุคอาร์เคียน และบรมยุคโพรเทอโรโซอิก ของธรณีกาล โดยช่วงของยุคนี้นั้นคือตั้งแต่กำเนิดโลกเมื่อ 4.6 พันล้านปีก่อนจนถึงเริ่มต้นยุคแคมเบรียนเมื่อประมาณ 541 ล้านปีก่อน เมื่อสัตว์เปลือกแข็งปรากฏขึ้นครั้งแรกอย่างแพร่หลาย อภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียนนั้นไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก แม้ว่าจะกินเวลาของประวัติของโลกกว่าเจ็ดในแปด โดยสิ่งที่เกี่ยวกับยุคนี้ที่รู้จักกันดีส่วนใหญ่ถูกค้นพบตั้งแต่ช่วงคริสต์ทศวรรษที่ 1960 เป็นต้นมา สำหรับบันทึกซากดึกดำบรรพ์ของอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียนนั้นแย่กว่าบรมยุคฟาเนอโรโซอิกที่อยู่ถัดขึ้นมา และซากดึกดำบรรพ์จากอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียน (เช่น สโตรมาโตไลต์) นั้นสามารถใช้งานทางการลำดับชั้นหินตามชีวภาพได้อย่างจำกัด ทั้งนี้ เนื่องจากหินของอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียนจำนวนมากนั้นถูกแปรสภาพอย่างหนักหน่วง โดยทำให้บดบังต้นกำเนิดของหินเหล่านั้น ขณะที่หินอื่น ๆ ถูกทำลายโดยการกร่อน หรือถูกฝังไว้อยู่ใต้ชั้นหินของบรมยุคฟาเนอโรโซอิก มีแนวความคิดว่าโลกนั้นรวมตัวกันขึ้นจากวัตถุในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เมื่อประมาณ 4,543 ล้านปีก่อน และอาจถูกดาวเคราะห์อีกดวงนามว่า เทียอา ไม่นานนักหลังจากการก่อตัวพุ่งชน แยกวัตถุออกไปจากโลกไปกำเนิดเป็นดวงจันทร์ (ดู สมมุติฐานการชนครั้งใหญ่) ขณะที่เปลือกโลกที่เสถียรแล้วนั้นอยู่ที่ 4,433 ล้านปีก่อน เนื่องจากผลึกเพทายจากรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียถูกกำหนดได้ 4,404 ± 8 ล้านปีก่อน คำว่า "พรีแคมเบรียน" ถูกใช้โดยนักธรณีวิทยาและนักบรรพชีวินวิทยาสำหรับการอภิปรายโดยทั่วไปที่ไม่ต้องการชื่อบรมยุคที่เจาะจง อย่างไรก็ตาม ทั้งสำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐ (USGS) และคณะกรรมมาธิการการลำดับชั้นหินสากล (ICS) ถือว่าคำนี้นั้นไม่เป็นทางการ เนื่องจากช่วงยุคที่อยู่ภายในพรีแคมเบรียนนั้นประกอบด้วยสามบรมยุค (ได้แก่ บรมยุคเฮเดียน บรมยุคอาร์เคียน และบรมยุคโพรเทอโรโซอิก) บางครั้งจึงถูกกล่าวถึงเป็น อภิมหาบรมยุค (supereon) แต่ศัพท์นี้ก็ถือว่าไม่เป็นทางด้วย เนื่องจากไม่ได้ถูกกำหนดไว้ในคู่มือการลำดับชั้นหินตามอายุกาลของคณะกรรมมาธิการการลำดับชั้นหินสากล คำว่า อีโอโซอิก (Eozoic; มาจากคำว่า eo- หมายความว่า แรกสุด) นั้นเป็นคำพ้องกับคำว่า พรี-แคมเบรียน หรือโดยเจาะจงยิ่งขึ้น คือ อาร์เคียน วันที่มีการกำเนิดชีวิตขึ้นนั้นยังไม่มีการกำหนดขึ้น โดยคาร์บอนที่ถูกพบในหินอายุ 3.8 พันล้านปี (บรมยุคอาร์เคียน) จากเกาะบริเวณนอกชายฝั่งด้านตะวันตกของกรีนแลนด์นั้นอาจเป็นจุดกำเนิดของอินทรีย์ นอกจากนี้ยังมีซากดึกดำบรรพ์ขนาดเล็กมากของแบคทีเรียอายุเก่ากว่า 3.46 พันล้านปีที่อยู่ในสภาพถูกเก็บรักษาไว้เป็นอย่างดีในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย โดยยังมีการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ที่คาดว่าน่าจะมีอายุมากกว่า 100 ล้านปีในพื้นที่เดียนกันด้วย อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานแสดงว่าสิ่งมีชีวิตนั้นสามารถวิวัฒนาการได้มามากกว่า 4.280 พันล้านปีก่อนแล้ว ซึ่งประวัติชีวิตของแบคทีเรียนั้นค่อนข้างชัดเจนในตลอดส่วนที่เหลือ (บรมยุคโพรเทอโรโซอิก) ของอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียน สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่มีความซับซ้อนอาจปรากฏขึ้นได้เร็วที่สุดถึง 2,100 ล้านปีก่อน อย่างไรก็ตาม การตีความซากดึกดำบรรพ์โบราณนั้นเป็นปัญหา และ "...คำจำกัดความบางประการของการมีหลายเซลล์ (multicellularity) นั้นครอบคลุมซึ่งทุกสิ่งตั้งแต่แบคทีเรียธรรมดาพื้นฐานไปจนถึงตัวแบดเจอร์" สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนที่เป็นไปได้อื่นในช่วงต้นนั้น ได้แก่ สาหร่ายสีแดงอายุ 2,450 ล้านปีจากคาบสมุทรโคลา สัญญาณบ่งชี้ถึงสิ่งมีชีวิตเนื้อสารอินทรีย์ (carbonaceous biosignatures) อายุ 1,650 ล้านปีจากตอนเหนือของประเทศจีน ราฟาทาซเมียอายุ 1,600 ล้านปี และสาหร่ายสีแดงแบงจิโอมาร์ฟาอายุ 1,047 ล้านปีที่เป็นไปได้จากภูมิภาคอาร์คติกแคนาดา โดยซากดึกดำบรรพ์ที่เก่าแก่ที่สุดที่ได้รับการยอมรับกันอย่างกว้างขวาง ว่าเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนนั้นถูกกำหนดอายุในยุคอีดีแอคารัน และยังมีการพบลักษณะสิ่งมีชีวิตที่มีตัวอ่อนนุ่มหลากหลายในหลายสถานที่ทั่วโลก และมีอายุอยู่ระหว่าง 635 ถึง 542 ล้านปี โดยสิ่งเหล่านี้เรียกรวมว่า ชีวชาติยุคอีดีแอคารันหรือเวนเดียน ซึ่งสิ่งมีชีวิตมีเปลือกแข็งได้ปรากฏตัวขึ้นเมื่อสิ้นสุดช่วงกาลดังกล่าว ซึ่งนับเป็นจุดเริ่มต้นของบรมยุคฟาเนอโรโซอิก ในช่วงกลางของยุคถัดจากแคมเบรียน สัตวชาติต่าง ๆ ที่มีความหลากหลายนั้นถูกบันทึกอยู่ในหินดินดานเบอร์เจส รวมถึงบางประการซึ่งอาจเป็นตัวแทนของกลุ่มต้นสายของลำดับสมัยใหม่ (modern taxa) โดยความหลากหลายของรูปแบบสิ่งมีชีวิตที่เพิ่มขึ้นในช่วงต้นยุคแคมเบรียนนั้น เรียกว่า การระเบิดของสิ่งมีชีวิตชีวิตยุคแคมเบรียน ในขณะที่แผ่นดินนั้นดูเหมือนจะไร้ซึ่งพืชและสัตว์ ไซยาโนแบคทีเรียและจุลชีพอื่น ๆ นั้นได้ก่อตัวเป็นเสื่อโพรแคริโอตขึ้นปกคลุมพื้นที่บนบก และยังมีการพบร่องรอยของสัตว์ที่มีอวัยวะคล้ายขาในโคลนเมื่อ 551 ล้านปีก่อน หลักฐานที่ละเอียดของการเคลื่อนตัวของแผ่นธรณีและกิจกรรมทางธรณีแปรสัณฐานอื่น ๆ ในอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียนนั้นถูกเก็บรักษาไว้ได้อย่างไม่ดีนัก โดยทั่วไปแล้วเชื่อกันว่าทวีปก่อนเกิด (proto-continents) ขนาดเล็กนั้นปรากฏขึ้นก่อน 4,280 ล้านปีก่อน และแผ่นดินส่วนใหญ่ของโลกได้รวมเข้าด้วยกันเป็นมหาทวีปเดียวเมื่อประมาณ 1,130 ล้านปีก่อน มหาทวีปดังกล่าว เรียกว่า มหาทวีปโรดีเนีย และได้แตกออกจากกันราว 750 ล้านปีก่อน มีการระบุยุคธารน้ำแข็งจำนวนหนึ่งขึ้น ซึ่งย้อนไปได้ถึงสมัยฮูโรเนียนในราว ๆ 2,400–2,100 ล้านปีก่อน โดยหนึ่งในการศึกษาที่ดีที่สุด คือ การเปลี่ยนสภาพโดยธารน้ำแข็งสเตอร์เชียน-วารานเจียนประมาณ 850–635 ล้านปีก่อน ซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดภาวะธารน้ำแข็งทุกหนทุกแห่งมาจนถึงเส้นศูนย์สูตร เป็นผลให้เกิด "ปรากฏการณ์โลกก้อนหิมะ" ชั้นบรรยากาศของโลกในยุคเริ่มแรกนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก นักธรณีวิทยาส่วนใหญ่เชื่อว่าชั้นบรรยากาศขณะนั้น ประกอบด้วย ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และแก๊สเฉื่อยอื่น ๆ เป็นหลัก และยังไร้ซึ่งออกซิเจนอิสระ อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานว่าชั้นบรรยากาศที่อุดมไปด้วยออกซิเจนนั้นปรากฏมาตั้งแต่ช่วงเริ่มแรกของบรมยุคอาร์เคียนแล้ว ในปัจจุบัน ยังคงเชื่อกันว่าโมเลกุลของออกซิเจน นั้นไม่ใช่ส่วนสำคัญของชั้นบรรยากาศโลก จนกระทั่งภายหลังจากสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ด้วยแสงได้วิวัฒนาการขึ้น และได้ผลิตออกซิเจนออกมาในปริมาณมากซึ่งเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการเมแทบอลิซึม การเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงนี้คือจากชั้นบรรยากาศซึ่งเฉื่อยทางเคมีไปสู่การออกซิไดซ์ ทำให้เกิดวิกฤตทางนิเวศวิทยาขึ้น ในบางครั้งเรียกกันว่า เหตุการณ์มหันตภัยออกซิเจน โดยในตอนแรก ออกซิเจนจะรวมตัวกับองค์ประกอบอื่น ๆ ในเปลือกโลกอย่างรวดเร็ว โดยส่วนใหญ่จะเป็นเหล็กโดยเป็นนำออกจากชั้นบรรยากาศโลก หลังจากแหล่งออกซิเดชันบนพื้นผิวได้หมดลง ออกซิเจนก็เริ่มเกิดการสะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศ และบรรยากาศที่มีออกซิเจนเป็นปริมาณมากในปัจจุบันก็ได้พัฒนาขึ้น โดยหลักฐานนี้ปรากฏอยู่ในหินเก่าซึ่งมีการก่อตัวขึ้นของแถบเหล็กขนาดใหญ่ที่มีการวางตัวเป็นเหล็กออกไซด์ ศัพทวิทยาได้มีการพัฒนาขึ้นเพื่อครอบคลุมในช่วงปีเริ่มแรกที่โลกเกิดขึ้น โดยการหาอายุจากการวัดสมบูรณ์ทำให้สามารถกำหนดวันที่แน่นอนให้กับรูปแบบและลักษณะเฉพาะ โดยอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียนถูกแบ่งย่อยออกเป็นสามบรมยุค ได้แก่ บรมยุคเฮเดียน (4,600–4,000 ล้านปีก่อน) บรมยุคอาร์เคียน (4,000–2,500 ล้านปีก่อน) และบรมยุคโพรเทอโรโซอิก (2,500–541 ล้านปีก่อน) (ดูที่ เส้นเวลาของอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียน) มีการเสนอกันว่าอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียน ควรถูกแบ่งออกเป็นบรมยุคและสมัยต่าง ๆ เพื่อให้สะท้อนถึงขั้นตอนของการวิวัฒนาการของดาวเคราะห์โลก มากกว่าที่จะแบ่งกันเช่นปัจจุบันซึ่งขึ้นกับอายุเชิงตัวเลข ระบบดังกล่าวนี้สามารถอาศัยเหตุการณ์ในบันทึกการลำดับชั้นหินและอาศัยการกำหนดโดยจุดและแหล่งชั้นหินแบบฉบับขอบทั่วโลก (GSSP) โดยอภิมหาบรมยุคพรีแคมเบรียนสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 บรมยุค "ตามธรรมชาติ" โดยมีลักษณะดังนี้ การเคลื่อนตัวของแผ่นธรณีภาคของโลก ทำให้เกิดการก่อตัวและการแตกออกของทวีปเมื่อเวลาผ่านไป รวมไปถึง การก่อตัวเป็นมหาทวีปซึ่งรวมเอาแผ่นดินทั้งหมดไว้ด้วย มหาทวีปแรกสุดที่รู้จัก คือ วาลบารา โดยก่อตัวขึ้นจากทวีปก่อนเกิดและกลายเป็นมหาทวีปเมื่อ 3.636 พันล้านปีก่อน วาลบาราแตกออกจากกันเมื่อประมาณ 2.845 ถึง 2.803 พันล้านปีก่อน มหาทวีปเคนอร์แลนด์ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 2.72 พันล้านปีก่อนและแตกออกในบางช่วงก่อน 2