Il cosiddetto Miliardo noioso (), altrimenti noto come Proterozoico medio e Medioevo terrestre, è un periodo geologico convenzionalmente compreso tra 1,8 e 0,8 miliardi di anni fa durante l'eone del medio Proterozoico che si estende dallo Statheriano al Toniano, caratterizzato da una relativa stabilità tettonica, stasi climatica e lenti processi di evoluzione biologica. Sebbene sia delimitato da due distinti episodi di ossigenazione (il grande evento ossidativo e l'evento ossidativo del Neoproterozoico) e da due eventi glaciali globali (la glaciazione uroniana e la glaciazione criogeniana), il periodo del Miliardo noioso coincise con livelli di ossigeno estremamente bassi e l'assenza di glaciazioni, quanto meno sulla base di quanto emerge dall'analisi delle testimonianze geologiche.
Durante il Miliardo noioso, gli oceani potrebbero aver patito l'ipossia, la carenza di sostanze nutritive e chimiche idonee alla maggioranza dei viventi (ambienti euxinici), finendo per essere popolati principalmente da batteri anossigenici di colore porpora, ovvero degli organismi basati sulla batterioclorofilla che, al posto dell'acqua, sfruttavano l'idrogeno solforato (H2S) per la fissazione del carbonio, producendo come sottoprodotto zolfo anziché ossigeno. Questa situazione potenziale ha portato alla teorizzazione dell'oceano di Canfield, caratterizzato da uno scenario tale per cui gli oceani sarebbero divenuti di color nero e turchese lattiginoso, anziché blu o verde come in futuro. Al contrario, durante la ben più antica fase della Terra viola durante l'Archeano, la fotosintesi veniva eseguita principalmente da colonie di archeali che utilizzavano il retinale come pompa protonica per assorbire la luce verde, così da rendere le distese d'acqua salata di color magenta-viola.
Nonostante simili condizioni avverse, gli eucarioti potrebbero essersi evoluti intorno all'inizio del Miliardo noioso, adottando una serie di innovazioni come vari organelli, la multicellularità e forse la riproduzione sessuata, oltre a diversificarsi in alghe, funghi e in forme proto-animali alla fine di questo intervallo cronologico. Tali progressi potrebbero essere stati importanti precursori dell'evoluzione di forme di vita complesse e di grandi dimensioni più avanti nell'Ediacarano con l'esplosione di Avalon e dopo con la successiva esplosione cambriana del Fanerozoico. Ad ogni modo, furono i cianobatteri procarioti le forme di vita autotrofe dominanti durante questo periodo, e probabilmente sostenevano una rete alimentare povera di energia con un piccolo numero di protisti collocati al vertice della catena alimentare come predatori apicali. La terraferma era probabilmente abitata da cianobatteri procarioti e proto-licheni eucarioti, forse più avvantaggiati in questo contesto per la maggiore disponibilità di nutrienti rispetto alle acque marine costiere.
Descrizione Nel 1995, i geologi Roger Buick, Davis Des Marais e Andrew Knoll analizzarono l’apparente assenza di grandi eventi biologici, geologici e climatici nel corso dell'era del Mesoproterozoico (tra 1,6 e 1 miliardo di anni fa), definendola emblematicamente come «il periodo più noioso nella storia della Terra». Il termine "Miliardo noioso" () fu coniato dal paleontologo Martin Brasier per riferirsi al periodo compreso tra circa 2 e 1 miliardo di anni fa, caratterizzato da stasi geochimica e stagnazione glaciale. Nel 2013, il geochimico Grant Young ha utilizzato il termine "miliardo sterile" per riferirsi a un lasso di tempo di apparente stagnazione glaciale e di assenza di variazione negli isotopi del carbonio da 1,8 a 0,8 miliardi di anni fa. Nel 2014, i geologi Peter Cawood e Chris Hawkesworth hanno definito il periodo compreso tra 1,7 e 0,75 miliardi di anni fa il "Medioevo terrestre" a causa della mancanza di prove di movimento tettonico.
Il Miliardo noioso è attualmente considerato in maniera pacifica compreso tra 1,8 e 0,8 miliardi di anni fa e rientra nell'eone del Proterozoico, perlopiù nel Mesoproterozoico. Il Miliardo noioso va inquadrato alla stregua di un periodo di una stasi geologica, climatica e, in generale, evolutiva, con una bassa abbondanza di nutrienti. Nel periodo antecedente, la Terra sperimentò il grande evento ossidativo grazie all'evoluzione dei cianobatteri in grado di compiere la fotosintesi ossigenica, con conseguente glaciazione uroniana (una fase di tipo Terra a palla di neve), formazione dello strato di ozono capace di bloccare i raggi UV e ossidazione di numerosi metalli. Si pensa che i livelli di ossigeno durante il Miliardo noioso fossero notevolmente inferiori rispetto al grande evento ossidativo, stimati fra lo 0,1% e il 10% dei valori attuali. Tale epoca si concluse con la frammentazione del supercontinente Rodinia durante il Toniano (1000-720 milioni di anni fa), un secondo evento di ossigenazione e un'altra fase di Terra a palla di neve nel Criogeniano.
Stasi tettonica
L'evoluzione della biosfera, dell'atmosfera e dell'idrosfera della Terra è stata a lungo collegata al ciclo dei supercontinenti, nell'ambito del quale i continenti si aggregano e poi si allontanano. Durante il Miliardo noioso, subirono dei mutamenti due supercontinenti, Columbia (o Nuna) e Rodinia. Il supercontinente Columbia si formò tra 2,0 e 1,7 miliardi di anni fa e rimase integro almeno fino a 1,3 miliardi di anni fa. Le prove geologiche e paleomagnetiche suggeriscono che Columbia sperimentò soltanto delle variazioni minori prima di trasformarsi nel supercontinente Rodinia tra 1,1 e 0,9 miliardi di anni fa. Le ricostruzioni paleogeografiche indicano che tale aggregato continentale fosse situato nelle zone equatoriali e temperate, senza evidenze significative di frammenti continentali nelle regioni polari.
A causa della mancanza di evidenze di accumuli sedimentari (sulle margini passivi) che si sarebbero prodotti in seguito a processi di rifting, è probabile che il supercontinente non si sia realmente frammentato, ma sia stato piuttosto un'accozzaglia di protocontinenti e cratoni giustapposti. Non vi sono tracce di rifting fino alla formazione di Rodinia intorno a 1,25 miliardi di anni fa in Laurentia settentrionale e intorno a 1 miliardo di anni fa in Baltica orientale e Siberia meridionale. La rottura non si è verificata se 0,75 milioni di anni fa, marcando la fine del Miliardo noioso. Questa stasi tettonica potrebbe essere stata correlata alla chimica oceanica e atmosferica.
È possibile che l'astenosfera, lo strato semisolido del mantello terrestre su cui le placche tettoniche essenzialmente galleggiano e si muovono, fosse troppo calda per sostenere la moderna tettonica a placche in quel periodo. Invece di un riciclo vigoroso delle placche nelle zone di subduzione, queste sarebbero rimaste collegate per miliardi di anni fino a quando il mantello non si raffreddò a sufficienza. L'avvio di questa componente della tettonica a placche potrebbe essere stato favorito dal raffreddamento e dall'ispessimento della crosta terrestre che, una volta innescato, rese la subduzione eccezionalmente intensa, verificandosi verso la fine del Miliardo noioso.
Nonostante ciò, si verificarono ancora importanti eventi magmatici, come la formazione (attraverso un pennacchio magmatico) della provincia di Musgrave dell'Australia centrale, tra 1,22 e 1,12 miliardi di anni fa, e la grande provincia ignea Mackenzie canadese, estesa su km², attorno a 1,27 miliardi di anni fa. La tettonica a placche era ancora abbastanza attiva da garantire la formazione di montagne, con diversi casi di orogenesi, tra cui quella di Grenville, che si verificava all'epoca.
Stabilità climatica
Esistono poche prove di una significativa variabilità climatica durante questo periodo. Probabilmente il clima non era determinato principalmente dalla luminosità solare, in quanto il Sole era dal 5 al 18% meno luminoso di quanto non lo sia oggi, ma non vi sono evidenze che il clima della Terra fosse significativamente più freddo. In effetti, il Miliardo noioso sembra non mostrare alcuna evidenza di glaciazioni prolungate, al contrario osservabili con cadenza regolare in altri momenti della storia geologica della Terra. L'elevata concentrazione di CO2 non avrebbe potuto essere uno dei principali fattori che hanno determinato il riscaldamento, poiché i livelli avrebbero dovuto essere 30-100 volte superiori a quelli pre-industriali e avrebbero prodotto una sostanziale acidificazione degli oceani per impedire la formazione di ghiaccio, cosa che non si verificò. I livelli di CO2 del Mesoproterozoico potrebbero essere stati paragonabili a quelli dell'eone Fanerozoico, forse da 7 a 10 volte superiori ai livelli moderni. La prima evidenza di ghiaccio di questo periodo è stata riportata nel 2020 dalla Formazione Diabaig scozzese (1 miliardo di anni fa) nel Gruppo Torridon, dove le formazioni di "dropstone" furono probabilmente formate da detriti provenienti dal trasporto glaciale; l'area, allora situata tra il 35º e il 50º parallelo sud, era un lago (probabilmente di montagna) che si pensa si congelasse in inverno e si scongelasse in estate, con trasporto di detriti durante lo scioglimento primaverile.
Una maggiore abbondanza di altri gas serra, in particolare il metano prodotto dai procarioti, potrebbe aver compensato i bassi livelli di CO2; un mondo in gran parte privo di ghiaccio potrebbe essere stato mantenuto da una concentrazione di metano atmosferico di 140 parti per milione (ppm). I procarioti metanogenici non avrebbero potuto produrre così tanto metano, il che implica che un altro gas serra, probabilmente ossido di azoto, era elevato, forse a 3 ppm (10 volte i livelli odierni). Sulla base delle presunte concentrazioni di gas serra, le temperature equatoriali durante il Mesoproterozoico potrebbero essere state di circa 22-27 °C, ai tropici di 17 °C, a 60° tra i -8 e i -7 °C, e ai poli tra -23 e -2 °C; e la temperatura media globale di circa 19 °C, cioè 4 °C più calda di oggi. In inverno le temperature ai poli scendevano sotto lo zero, consentendo la formazione temporanea di ghiaccio marino e nevicate, ma probabilmente non c'erano calotte glaciali permanenti.
Si è anche pensato che, poiché l'intensità dei raggi cosmici è positivamente correlata alla copertura nuvolosa, e le nuvole riflettono luce nello spazio riducendo le temperature globali, tassi più bassi di bombardamento durante quel periodo, dovuti alla minore formazione stellare nella galassia, abbiano causato una minore copertura nuvolosa e impedito eventi di glaciazione, mantenendo un clima caldo. Inoltre, una combinazione di intensità di erosione, che avrebbe ridotto i livelli di CO2 attraverso l'ossidazione dei metalli esposti, il raffreddamento del mantello e la riduzione del calore geotermico e del vulcanismo, e l'aumento dell'intensità solare e del calore solare, potrebbero aver raggiunto un equilibrio, escludendo la formazione di ghiaccio.
Al contrario, i movimenti glaciali avvenuti oltre un miliardo di anni fa potrebbero non aver lasciato molti resti oggi, e una apparente mancanza di prove potrebbe essere dovuta all'incompletezza del registro fossile piuttosto che all'assenza reale. Inoltre, i bassi livelli di ossigeno e la minore intensità solare potrebbero aver impedito la formazione della stratosfera di ozono, impedendo ai gas serra di essere intrappolati nell'atmosfera e riscaldare la Terra tramite l'effetto serra, che avrebbe causato la glaciazione. Sebbene non sia necessario molto ossigeno per sostenere la stratosfera di ozono e i livelli durante il Miliardo noioso potrebbero essere stati abbastanza sufficienti da servire allo scopo, la Terra potrebbe essere stata bombardata più pesantemente dalle radiazioni ultraviolette rispetto a oggi.
Composizione oceanica