스트로마톨라이트

Stromatolite
서호주 필바라크라톤에서 약 34억 [1]년 된 스트렐리 풀셰르트의 스트로마톨라이트 화석
웨스턴오스트레일리아주 샤크베이의 현대 스트로마톨라이트

스트로마톨라이트들 또는 stromatoliths(고대 그리스어 στρῶμα(strôma에서), GEN στρώματος(strṓmatos)'layer, 계층, λίθος(/stroʊˈmætəˌlaɪts, strə-/)[2][3](líthos)내 생각의)[4]이 쌓인 퇴적 형성(microbialite)은 태어나는에 의해 주로 광합성 미생물과 같은 청록 색 세균., sulfate-reducing 박테리아, Pseudomonad.ota(형태에리 프로테오박테리아).이 미생물들은 모래와 다른 암석 물질을 시멘트화해 미네랄 "미생물 매트"를 형성하는 접착성 화합물을 생산합니다.차례로,[5][6] 이러한 매트는 시간이 지남에 따라 점차 성장하면서 층층이 쌓입니다.스트로마톨라이트는 1미터 이상으로 [7][8]자랄 수 있습니다.오늘날에는 드물지만, 화석화된 스트로마톨라이트는 지구상의 고대 생명체에 대한 기록을 제공한다.

형태학

중앙 아프리카 가봉의 프랑스빌 분지에서 나는 고생대 온코이드.온코이드란 크기가 수 밀리미터에서 수 센티미터에 이르는 고정되지 않은 스트로마톨라이트를 말한다.
에스토니아 쿠바사레 인근의 소에기나층(파들라층, 루드로층, 실루리아층)에서 약 4억2500만년 전의 화석화된 스트로마톨라이트

스트로마톨라이트는 바이오필름(특히 미생물 매트),[8] 특히 시아노박테리아에 퇴적물 알갱이가 포집, 결합 및 침착됨으로써 얕은 물에서 형성되는 층상 생화학적 부가 구조이다.원추형, 층상형, 돔형, 주상형,[9][10] 가지형 등 다양한 형태와 구조 또는 형태를 보인다.스트로마톨라이트는 선캄브리아기의 화석 기록에서 널리 발견되지만 [11]오늘날에는 드물다.시생의 스트로마톨라이트는 화석화된 미생물을 포함하고 있는 경우는 거의 없지만, 원생대 스트로마톨라이트에 [12]화석화된 미생물이 풍부하게 존재하는 경우도 있습니다.

일부 스트로마톨라이트의 특징은 생물학적 활동을 암시하는 반면, 다른 것들은 비생물적([13]비생물적) 침전과 더 일치하는 특징을 가지고 있다.생물학적으로 형성된 스트로마톨라이트와 비생물학적 스트로마톨라이트를 구별하는 신뢰할 수 있는 방법을 찾는 것은 [14][15]지질학에서 활발한 연구 분야이다.다른 지역 [16]및 수심에서 발생하는 특정 조건과 관련하여 스트로마톨라이트의 여러 형태소가 단일 국소적 또는 지질학적 지층에 존재할 수 있다.

대부분의 스트로마톨라이트는 질감이 스폰지오스트롬산염이며 눈에 띄는 미세구조나 세포 잔여물이 없다.극소수는 인지 가능한 미세구조를 가진 폴로스트롬산염이다; 이것들은 대부분 선캄브리아기에 알려지지 않았지만 고생대와 중생대에 걸쳐 지속된다.에오세 이후, 폴로스트롬산 스트로마톨라이트는 담수 [17]환경에서만 알려져 있다.

형성

실험실 환경에서 현대 미생물 매트 형성의 시간 경과 사진을 통해 스트로마톨라이트에서 시아노박테리아가 어떻게 행동하는지 알 수 있습니다.Biddanda et al. (2015)는 국부적인 빛 빔에 노출된 시아노박테리아가 빛을 향해 이동하거나 광축성을 발현하는 것을 발견했으며,[18] 광합성 수율을 증가시켜 생존에 필요한 것으로 나타났다.새로운 실험에서, 과학자들은 학교 로고를 박테리아 [18]로고를 형성하면서, 이 유기체들이 들어 있는 페트리 접시에 투사했다.저자들은 이러한 운동성이 시아노박테리아가 [18]군락을 지탱할 수 있는 광원을 찾는 것을 가능하게 한다고 추측한다.밝은 조건과 어두운 조건 모두에서, 시아노박테리아는 덩어리를 형성하고 나서 바깥쪽으로 확장하며, 각각의 구성원들은 긴 힘줄을 통해 군락과 연결되어 있습니다.이것은 미생물 매트를 분해하는 기계적인 힘이 작용하는 가혹한 환경에서 군집에 진화적인 이익을 주는 보호 메커니즘일 수 있습니다.따라서 이러한 정교한 구조물들은 어느 정도 함께 일하는 미세한 유기체들에 의해 건설되며 가혹한 환경으로부터 보호와 보호를 제공하는 수단이다.

지의류 스트로마톨라이트는 암석과 공기가 만나는 물 위에 형성된 일종의 층상 암석 구조의 형성 메커니즘으로, 내석기 [19][20]이끼에 의한 암석의 반복적인 식민지화에 의해 제안된다.

화석 기록

몇몇 시생대 암석 형성은 현대 미생물 구조와 거시적으로 유사함을 보여주며, 이러한 구조들이 고대 생명체, 즉 스트로마톨라이트의 증거를 나타낸다는 추론을 이끌어낸다.그러나 다른 이들은 이러한 패턴을 자연물질 퇴적이나 기타 자연유발 메커니즘에 의한 것으로 본다.과학자들은 stromatolites한 생물학적 기원 유기 입자 집단들의 stromatolites의 얇은 층들, aragonite 나노 결정체의(현재 stromatolites의 양쪽 기능 모두를)[14]고 젊은 사람들 stromatolites에 강한 indicat을 맞춰 나이 든 stromatolites에 다른 microstructures 이내의 존재 때문에 주장했다.이온생물학적 [21][22]기원의 s.

뉴욕 사라토가 스프링스 인근 레스터 파크에서 드러난 호이트 석회암(캄브리아)의 화석화된 스트로마톨라이트
글레이셔 국립공원 시예층 전암브리아 화석 스트로마톨라이트
캐나다 밴프 국립공원 헬렌 호수 근처의 화석화된 스트로마톨라이트(피카 형성, 캄브리아기 중기)

스트로마톨라이트는 [23]지구상 최초의 생명체 화석 기록의 주요 구성요소이다.그들은 약 12억 5천만 년 전에[21] 절정에 달했고 그 후 풍부함과 [24]다양성이 감소하여 캄브리아기가 시작될 무렵에는 정점의 20%까지 떨어졌다.가장 널리 뒷받침되는 설명은 스트로마톨라이트 건축업자들이 방목 생물들의 희생양이 되었다는 것이다(캄브리아 기질 혁명). 이 이론은 충분히 복잡한 생물들이 10억 년 전에 [25][26][27]흔했다는 것을 암시한다.또 다른 가설은 유라미페라와 같은 원생동물이 감소의 원인이 되어 현미경적 생체 [28]교반을 통해 스트로마톨라이트보다 혈전석 형성을 선호한다는 것이다.

원생대 스트로마톨라이트 미세화석(실리카에 영구화됨)은 시아노박테리아와 진핵생물 엽록소(녹조)의 일부 형태를 포함한다.지질 기록에서 매우 흔한 스트로마톨라이트의 한 속은 콜로니아이다.

스트로마톨라이트의 풍부함 사이의 연관성은 젊은 오르도비스기 진화 방사선에 잘 기록되어 있다. 스트로마톨라이트의 풍부함도 오르도비스기 말기와 페르미기 말기의 멸종 후 증가하여 해양동물이 [29]회복됨에 따라 다시 초기 수준으로 떨어졌다.메타조아 개체수와 다양성의 변동만이 스트로마톨라이트 풍부성 감소의 유일한 요인은 아닐 수 있다.환경의 화학적 성질과 같은 요소들이 [30][11]변화의 원인이 되었을 수 있다.

원핵생물인 시아노박테리아가 세포분열을 통해 무성생식을 하는 동안, 그들은 보다 복잡한 진핵생물들의 [23]진화적 발달을 위한 환경을 준비하는데 중요한 역할을 했다.시아노박테리아는 지속적인 광합성을 통해 원시 지구의 대기 중 산소량을 증가시키는 데 큰 책임이 있는 것으로 생각됩니다.시아노박테리아는 그들의 음식을 만들기 위해 물, 이산화탄소, 그리고 햇빛을 사용합니다.다당류 층은 종종 시아노박테리아 [31]세포 위에 형성된다.현대의 미생물 매트에서는 주변 서식지의 잔해가 다당류 층 안에 갇힐 수 있으며, 다당류는 탄산칼슘에 의해 함께 접착되어 석회암의 얇은 층을 형성할 수 있습니다.이러한 라미네이션은 시간이 지남에 따라 축적되어 스트로마톨라이트에 공통적인 띠 모양의 패턴이 발생할 수 있습니다.생물학적 스트로마톨라이트의 돔 형태학은 광합성을 위해 유기체에 햇빛이 지속적으로 침투하기 위해 필요한 수직적 성장의 결과물이다.온콜라이트라고 불리는 층상 구면 성장 구조는 스트로마톨라이트와 유사하며 화석 기록에서도 알려져 있습니다.트롬볼라이트는 화석 기록과 현대 퇴적물에서 흔히 볼 수 있는 시아노박테리아에 의해 형성된 적층 또는 비적층 [14]응고 구조입니다.포라미니페라가 생물학적 [32]공동체의 일부일 때 스트로마톨라이트보다 트롬볼라이트가 먼저 형성된다는 증거가 있다.

남서부 나미비아의 깊게 해부된 자리산맥의 쿠비스 플랫폼의 제브라 리버 캐니언 지역은 원생대에 발달한 트롬볼라이트-스트로마토올라이트-메타조아 암초의 매우 잘 드러난 예를 제공합니다.여기 스트로마톨라이트는 높은 해류의 조건하에서 더 잘 발달되어 있습니다.속도 및 침전물 [33]유입이 증가하고 있습니다.

현대적 사건

웨스턴오스트레일리아 테티스 호수의 스트로마톨라이트
바하마 엑수마스의 하이본 케이 스트로마톨라이트

염분 위치

현대의 스트로마톨라이트는 높은 식염수 수치로 인한 극단적인 조건이 동물 [34][35]방목을 막는 과염수 호수와 해양 석호에서 주로 발견된다.훌륭한 현대 표본을 관찰할 수 있는 장소 중 하나는 호주 서부의 샤크 베이에 있는 하멜린 풀 해양 자연 보호구역입니다.또 다른 장소는 칠레의 팜파 델 타마루갈 국립 보호구역이다.세 번째는 브라질 리오그란데도노르테 주에 있는 라고아 살가다(Lagoa Salgada, "Salty Lake")로, 현생 스트로마톨라이트가 바이오헤름(돔형)과 침상 모두로 관찰될 수 있다.내륙 스트로마톨라이트는 멕시코 사막의 독특한 생태계인 쿠아트로 시에네가스 분지의 염수나 멕시코 오리엔탈 분지의 마호인 알치차 호수에서도 발견된다.현대의 스트로마톨라이트가 번성하는 것으로 알려진 유일한 개방된 해양 환경은 [36][37]바하마의 엑수마 케이즈입니다.

2010년 민첸은 [38]샤크만의 스트로마톨라이트로부터 엽록소 5종, 즉 엽록소 f를 발견했다.

현대의 담수 스트로마톨라이트

브리티시컬럼비아 주 파빌리온 호수에 있는 미생물석 타워

퀸타나루 주에 있는 멕시코 남부 유카탄 반도의 라구나 데 바칼라르는 살아있는 거대 미생물(즉 스트로마톨라이트 또는 트롬볼라이트)의 광범위한 형성을 가지고 있습니다.마이크로라이트층은 길이가 10km(6.2m)가 넘으며 일부 지역에서는 수직 상승이 수 미터이다.이것들은 [39]지구상에서 가장 큰 크기의 민물 미생물 또는 어떤 유기체일 수 있다.

멕시코 푸에블라에 있는 알키치카 호수는 두 개의 뚜렷한 스트로마톨라이트의 형태학적 세대를 가지고 있습니다: 1100년 전으로 거슬러 올라가 해안선 부근에서 형성되는 주상돌기와 유사한 구조, 그리고 위에서 아래로 호수를 지배하는 혈전용해 구조, 주로 하이드로마그나이트, 칼사이트 헌타이트로 구성된 스펀지 콜리플라워와 같은 구조입니다.2800년 [40]전으로 거슬러 올라갑니다

남쪽으로 조금 더 가면 리오 혼도 강 하구와 멕시코 국경 [41]바로 남쪽에 있는 벨리즈 체투말 만에서 1.5km의 암초 형성 스트로마톨라이트(주로 스키토네마속)가 발견됩니다.

지구상에서 가장 큰 소다 호수인 터키 동부에 있는 460m 깊이의 반 호수에서 40m 높이의 대형 마이크로나이트 타워가 발견되었다.그것들은 아마 아라쿠스트린 카르스트 수원에서 유기적으로 석회암을 침전시키는 아라곤산염으로 구성되어 있다.[42]

민물 스트로마톨라이트는 터키 남부 살다 호수에서 발견된다.그 물은 마그네슘이 풍부하고 스트로마톨라이트 구조물은 하이드로마그네사이트로 [43]만들어졌다.

담수 스트로마톨라이트의 두 가지 사례는 캐나다 브리티시컬럼비아의 파빌리온 호수와 켈리 호수에서도 발견된다.파빌리온 호수는 알려진 것 중 가장 큰 담수 스트로마톨라이트를 가지고 있으며 NASA는 현재 그곳에서 [44]이종생물학 연구를 진행하고 있다.NASA, 캐나다 우주국, 그리고 전 세계의 수많은 대학들이 호수의 미생물을 연구하기 위한 프로젝트에 협력하고 있다."Pavilion Lake Research Project" (PLRP)라고 불리는 이 프로젝트는 호수 바닥의 어떤 조건이 생명체가 살 가능성이 가장 높은지를 연구하고 환경적 요인이 미생물의 생명체에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 더 나은 가설을 개발하는 것이다.이 프로젝트의 최종 목표는 다른 [45]행성에 생명체가 살 수 있는 조건이 무엇인지 더 잘 이해하는 것이다.결론적으로, "MAPPER"라고 불리는 시민 과학 프로젝트가 온라인에서 진행되었습니다. 자원봉사자들은 호수 바닥의 수천 장의 사진을 분류하고 미생물, 조류, 그리고 다른 호수 바닥의 특징에 태그를 붙였습니다.[46]

캐나다 [47]유콘의 클린턴 크릭 근처에 있는 버려진 석면 광산의 탁 트인 구덩이 연못에서 미생물이 발견되었다.이 미생물들은 매우 어리고 아마도 1978년 광산이 폐쇄된 직후에 형성되기 시작했을 것이다.낮은 침전 속도, 높은 석회화 속도, 그리고 낮은 미생물 성장 속도의 조합이 이러한 미생물의 형성을 초래하는 것으로 보입니다.역사적인 광산 현장의 미생물은 인공적으로 만들어진 환경이 미생물의 탄산염 형성을 촉진할 수 있다는 것을 증명한다.이것은 스트로마톨라이트를 포함한 현대 미생물석을 건설하기 위한 인공적인 환경을 조성하는 데 영향을 미칩니다.

'Crayback' stromatolite – Nettle Cave, Jenolan Caves, NSW, Australia
'Crayback' 스트로마톨라이트 – 호주 NSW, 제놀란 동굴, 네틀 동굴

호주 [48]NSW 주 제놀란 동굴에 있는 네틀 동굴에 매우 희귀한 유형의 비호수 주거 스트로마톨라이트가 살고 있습니다.시아노박테리아는 석회암 표면에 살고 칼슘이 풍부한 물방울에 의해 유지되며,[49] 이것은 그들이 빛을 제공하는 동굴의 양끝을 향해 자랄 수 있게 해줍니다.

석회암으로 구성된 스트로마톨라이트는 휴화산인 감비에르산의 블루호수와 사우스호주 [50]남동쪽의 리틀 블루호수를 포함한 최소 8개의 세노테호수 모두에서 발견되었다.

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레퍼런스

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