古原生代は、原生代の最初の時代である。古生代の後、2億5千万年前から1億6千万年前まで続いた。

古原生代では、シアノバクテリアによるストロマトライトの大量生産が行われた。また、最初の単細胞真核生物も化石記録に登場した。

最初の超大陸が成長し、一部の岩石は変成していない通常の堆積岩であった。

年代の訂正と目安

補足しておくと、古原生代（Paleoproterozoic）の正確な年代は、約25億年前（約2.5×10^9年）から16億年前（約1.6×10^9年）にあたります。以上は地質学で一般に使われる表記で、これにより後続の時代との区別が明確になります。

古原生代の主な特徴

  • 大気と海洋の酸素化（大酸化事変）: シアノバクテリアの光合成活動により大気中の酸素濃度が大きく上昇しました（およそ24〜21億年前に進行）。これにより酸化環境が広がり、地球表層の化学組成が大きく変化しました。
  • ストロマトライトの繁栄: 浅海域でシアノバクテリアが作るストロマトライトが大量に形成され、堆積環境や生態系に重要な役割を果たしました。
  • 帯状鉄鉱床（Banded Iron Formations, BIF）の変化: 酸素の増加に伴い、鉄が酸化されて海底に沈降するプロセスが活発化・変化し、BIFの沈積パターンが時期により顕著に記録されています。
  • 初期真核生物の出現: 化石記録や有機膜の痕跡から、単細胞の真核生物が出現したことが示唆されています（例：Grypaniaなど、約21億年前頃の可能性）。分子時計の推定でも真核生物の起源はこの時代ないし前後に位置づけられます。
  • 氷期と気候変動: 古原生代にはハロニアン氷期（Huronian glaciation、約24〜21億年前）などの大規模な氷河作用があり、地球気候に大きな影響を与えました。
  • 地殻の成長と造山活動: 大陸地殻（クラトン）の成長や複数の造山運動が進み、超大陸の形成・分裂サイクルが始まりました。後期にはコロンビア（Nuna）と呼ばれる超大陸の構成につながる地殻集合が進行したと考えられます。
  • 堆積岩と変成作用: 浅海や沿岸域での堆積が活発で、その一部は変成を免れて良好に保存されている堆積岩もあります。一方、造山運動に伴う高温・高圧の条件で変成岩が多く形成されました。

研究手法と重要性

古原生代の年代や出来事は、放射年代測定（ウラン・鉛年代、ルビジウム・ストロンチウム年代など）や堆積・変成作用の解析、化石・微化石の発見、同位体解析（酸素・硫黄・炭素同位体）から総合的に再構築されます。この時代の変化は地球の酸素濃度、生物進化、大陸成長の基礎を作った重要な段階であり、現代の地球環境理解にも直結します。

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