Arhaik
je
geolo?ki
eon
koji prethodi
proterozoiku
, a zavr?ava prije 2,5 milijardi godina. Njegova podjela se ne temelji na
stratigrafiji
, nego je zbog nedostatka
fosila
definirana radiometrijski. Donja granica nije priznata od ICS-a (
Međunarodne stratigrafske komisije
), ali obi?no se postavlja na 3,8 milijardi godina, tj. krajem
hadija
.
Iako postoji kamenje za koje se zna da je starije, najstarije stene na povr?ini
Zemlje
su arhejske ili malo starije. Arhejske stene su poznate na
Greenlandu
,
Kanadskom ?titu
, severozapadnoj
Australiji
i ju?noj
Africi
.
Arhejska atmosfera izgleda nije sadr?avala slobodni
kiseonik
. Temperature su izgleda bile blizu modernih razina, iako astronomi misle da je sunce bilo za jednu tre?inu mutnije. To se obi?no pripisuje ve?oj koli?ini gasova iz staklenika nego ?to je zabele?ena docnije u historiji Zemlje.
Verovatni ostaci bakteriskog pokrova (
stromatoliti
) su pronađeni kroz Arhej, i nekoliko mogu?ih tragova
bakterijskih
fosila su pronađeni u naslagama
ro?njaka
. Smatra se kako je ?ivot postojao u arheju, ali da je bio ograni?en na proste jednostani?ne organizme bez jedra, tzv.
prokariote
.
Po?etkom arhaika,
toplinski tok
Zemlje
bio je gotovo tri puta ve?i od dana?njeg te dvostruko ve?i od onoga u
proterozoiku
. Vi?ak
topline
mogao je dolaziti od topline zaostale nakon prirasta
planeta
, dijelom od topline nastanka
?eljezne
jezgre
, a djelomi?no uzrokovan ve?om rediogenetskom proizvodnjom topline od kratko?ivu?ih nestabilnih elemenata poput
uranija
-235.
Zemlja u ranome arhaiku vjerojatno je imala razli?it tektonski stil ? mnogo dinami?niji od dana?njeg, zbog izrazitijih
konvekcijskih
strujanja u
pla?tu
, ?emu je uzrok bio ve? spomenuti veliki toplinski tok.
Tektonika plo?a
omogu?ila je nastanak
kontinenata
, koji su se pove?avali ili pretaljivanjem morske kore u zonama
subdukcije
, ?ime je procesima
diferencijacije
nastajala sve felzitnija
magma
, ili prirastom kontinenata sudarima manjih kontinentalnih masa. Neki geolozi smatraju da je prvotna
kontinentalna kora
nastala iznad
vru?ih to?aka
, a ne
zona subdukcije
.
Tim procesima u arhaiku nastali su prvi
kratoni
? prostori koji nisu deformirani od
kambrija
, a sastoje se od ?tita, magmatsko-metamorfnog kompleksa izlo?enog na povr?inu, te platforme, magmatsko ? metamorfnog kompleksa prekrivenog slojem
sedimentnih stijena
. Zemljini kratoni i ?titovi su:
Kanadski ?tit
(
Sjeverna Amerika
),
Balti?ki ?tit
(
Europa
),
Sibirski kraton
(
Azija
),
Gvajanski ?tit
,
Brazilski ?tit
,
Patagonijski ?tit
(
Ju?na Amerika
),
Zapadnoafri?ki ?tit
,
Angola-kasai ?tit
,
Tanzanijski ?tit
,
Rodezijsko-transvalski ?tit
(
Afrika
),
Indijski kraton
,
Ygarn ?tit
,
Pilbara ?tit
(
Australija
).
Iako je nekoliko mineralnih zrna starije, najstarije formacije stijena izlo?ene na povr?ini Zemlje su arhajske starosti ili neznatno starije. Arhajske stijene nađene su na
Grenlandu
,
Kanadskom ?titu
, zapadnoj Australiji i ju?noj Africi. Iako su prvi kontinenti nastali tijekom ovog eona, stijene te starosti ?ine samo 7% sada?njih kratona na svijetu. ?ak i kad uzmemo u obzir eroziju i uni?tenje nekada?njih formacija, dokazi ukazuju da je samo 5 - 40% dana?nje kontinentalne kore nastalo tijekom arhaika.
Arhajske stijene kratona i ?titova mogu se podijeliti u dvije skupine:
granulite
i
greenstone
. Za ove posljednje tipi?an je slijed nekoliko međusobno o?tro razdijeljenih tipova
stijena
. U donjem dijelu nalaze se ultrabazi?ne stijene ?
komatiiti
, iznad njih su
bazalti
s
kloritom
i
hornblendom
(koji im daju zelenu boju, po kojoj su i dobili ime), na kojima dalje slijede kiseliji eruptivi
andezitnog
i
riolitnog
sastava, a prekriveni su sedimentnim stijenama ?
?ejlovima
,
grauvakama
,
konglomeratima
te
trakastim ?eljezovitim formacijama
(eng.
Banded Iron Formations
? BIF).
Greenstonei
imaju veliku gospodarsku va?nost: uz ultrabazi?ne dijelove ?esto su vezana le?i?ta
kroma
i
nikla
, uz kiselije dijelove
cinka
,
bakra
,
srebra
i
zlata
, a uz sedimentne dijelove le?i?ta
mangana
,
barita
I ?eljeza.
?to se ti?e
sedimentologije
, u arhaiku nema diferencijacije talo?nih okoli?a jer nema ni velikih kontinentalnih prostora. Vrlo rijetko se mogu na?i plitkomorske stijene s plitkomorskim teksturama, ?to ukazuje na nedostatak plitkomorskih ?elfova u araiku ? arhajski protokontinenti bili su vrlo strmih padina, malih dimenzija i neravne povr?ine (poput dana?njeg
Islanda
). Također nema ni
sedimenata
talo?enih na kopnu, ?to se mo?e objasniti ili malom povr?inom kontinenata ili erozijom i pretaljivanjem eventualno postoje?ih kopnenih sedimenata. Ve?inom se talo?e stijene koje ukazuju na dubokovodne facijese, poput
?ejlova
i
grauvaka
, dok, kao i u hadiju, nema karbonata niti s njima asociranih
evaporita
. Osim niskog pH, ?to je uzrok nedostatku karbonata u hadiju, druga i izvjesnija mogu?nost jest da je tome pogodovao nedostatak plitkih toplih mora u kojima se talo?e ove stijene.
Iako nema nepobitnih dokaza kada je to?no
?ivot
pre?ao iz kemijske u organsku
evoluciju
, smatra se da se to dogodilo u intervalu od prije 3,5 ? 4 milijardi godina.
Najstariji nađeni
fosili
datiraju iz arhaika, to?nije stari su 3,5 milijardi godina, a radi se o
stromatolitima
nađenim u australskom Pilbara ?titu. Stromatoliti su posljedica djelovanja
cijanobakterija
, a nastaju pri?vr??ivanjem karbonatnog mulja na vlakanca cijanobakterija. Također su nađeni i ostatci samih cijanobakterija. Pored cijanobakterija, nađene su neidentificirane bakterije ?ije su se stanice pro?imale
piritom
ili
sideritom
, zbog ?ega su uspjele ostaviti fosilni zapis.
U Fig tree grupi Ju?ne Afrike, staroj 3,1 milijardi godina, nađeni su crne ili tamnosive ?estice raspr?ene organske materije, koje predstavljaju proizvode raspada
klorofila
. Takve fosile nazivamo kemijskim fosilima.
Neke ?eljezovite stijene na jugu Grenlanda sadr?e odnos
12
C i
13
C jednak onome u svim ?ivim organizmima, ?to upu?uje na prisutnost organske tvari u tim stijenama. Ti kemijski fosili stari su 3,8 milijardi godina.
Po?to u arhajskim stijenama prevladavaju samo
prokariotski
organizmi, arhaik mo?emo smatrati dobom prokariota. Ukoliko su ve? tada postojali
eukarioti
, nisu sa?uvani u fosilnome zapisu.