地球与生物的进化详细史

生物进化史

一、冥古宙（地球形成——38亿年前）

1.古地理

地球从46亿年前形成，从一个炽热的岩浆球逐渐冷却固化（计算表明仅需1亿年），出现原始的海洋、大气与陆地，但仍然是地质活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流淌，在41亿年前到38亿年前地球持续遭到了大量小行星与彗星的轰击。冥古宙在38亿年前结束后，内太阳系不再有大规模撞击事件。

因为这个时期的岩石几乎没有保存到现在的(已知的地球最古老的岩石位于北美地台盖层的艾加斯塔片麻岩及西澳洲那瑞尔片麻岩层的杰克希尔斯部分)，所以并没有正式的细分。但月岩从40多亿年前就比较好的保存下来，因此月球地质年代的某些主要划分可参照用于地球的冥古宙划代。冥古宙的最后一个代对应为月球地质年代中的早雨海世，以月球的东海撞击事件为结束时间(约为38.4亿年)，这也是内太阳系的后期重轰击期的结束标志。

零散的锆石结晶沉积在西加拿大和西澳的杰克山中的沉积物里，对锆石的研究发现，液态水必然已存在了有四十四亿年之久，非常接近地球形成的时刻。

2.气候

在形成地球的物质当中，曾经存在过大量的水。在地球的形成时期，其质量比现在的小，水分子也就更容易挣脱重力。据推测，当时氢气和氦气在大气层中持续不断地逸散，然而，现时大气中高密度的稀有气体却相对缺乏，这表明，在早期大气层中可能发生过什么剧变。

有理论认为，在地球的年轻时期，它的一部分曾受过撞击而分裂，分裂出去的部分后来形成了月球。然而，在这种说法下，撞击应该会令一到两个大区域融化，现时的组成成份却与完全融化的假设并不相符，事实上也很难将巨大的岩石完全融化并混在一起。不过相当一部分的物质仍被此次撞击所蒸发，在这颗年轻的行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成的大气层。

岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固，留下了高温的易挥发物，之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气的高密度二氧化碳大气层。另外，尽管当时表面温度有230℃，但液态的海洋依然能够存在，这得益于CO2大气层带来的高气压。随着冷凝过程继续进行，海水通过溶解作用除去了大气中的大部分CO2，不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈的震荡。

二、太古宙（38-25亿年前）

1.古地理

太古宙起始于内太阳系晚期重轰击期的结束，地球岩石开始稳定存在并可以保留到现在。太古宙结束于25亿年前的大氧化事件，以甲烷为主的还原性的太古宙原始大气转变为氧气丰富的氧化性的元古宙大气，并导致了持续3亿年的地球第一个冰期——休伦冰期。

太古宙形成的地壳厚度还不大，同时尚未进行充分的分异过程。由于地壳厚度较小，幔源物质容易沿裂隙上行，常有大规模的超基性、基性断裂喷溢活动。此外，也有频繁的中酸性岩浆活动和火山活动。多次的岩浆活动、构造运动使岩石变质很深，再加上缺少生物化石，给恢复古地理面貌和沉积环境造成很大困难。

在当今大陆壳的范围内，长期处于活动不稳定状态，陆表海占绝对优势。在太古代中晚期，

随着陆壳某些部分开始固结硬化，终于形成了稳定的基底地块——陆核。陆核的形成标志着地壳构造发展的第一大阶段的结束。

太古宙有多少次构造运动，目前研究的很不清楚。在世界范围内可能有3次主要的构造运动，在中国比较确认的是太古宙晚期的阜平运动。

大约在30亿年前，出现了目前已知最早的大陆——乌尔大陆（Ur），它可能是当时地表上面积最大的大陆，甚至是唯一的大陆，但其面积可能比今日的澳洲大陆还小。其名称是以希腊神话中的乌拉诺斯（Uranus）为名。

乌尔大陆后来分裂成Nena大陆与Atlantica大陆，经过长期演变后，这些大陆在10亿年前形成新的超大陆，罗迪尼亚大陆。乌尔大陆的残余部份经历长时间的演变，仍可在斯堪地那维亚、非洲、印度、马达加斯加、澳洲等地，找到找到昔日乌尔大陆的岩石。

而超大陆瓦巴拉大陆则存在于约36亿至28亿年前。

再往后的超大陆叫凯诺兰大陆，存在于约27亿至21亿年前。

2.气候

在太古宙，海水中所含的盐分比现在要低，富含氯化物。大气成分以水蒸气、二氧化碳、硫化氢、氨、甲烷、氯化氢等为主，处于缺氧的还原状态，由此在太古宙地层中形成了丰富的普遍由低价铁沉积而成的铁矿。

3.生物

研究者认为最早的生命诞生于距今约36亿年前，但已知最古老的化石在南非发现的32亿年前的超微化石——古杆菌和巴贝通球藻。这是最原始的原核生物。在南非的布拉维群灰岩中，还发现了31亿年前的蓝绿藻类形成的大型化石叠层石。

三、元古宙（25——5.4亿年前）

1.地台的形成

通过元古宙的两次主要的构造运动，陆核进一步扩大，形成规模较大的稳定地区，成为原地台。到中元古代晚期，原地台进一步扩大，在世界上终于出现了若干大规模稳定的古地台。由陆核到原地台和古地台，是陆壳构造发展的第二个阶段。

2.哥伦比亚大陆的形成

新的超大陆哥伦比亚大陆（Columbia supercontinent，或称为Nuna、Hudsonland）一般认为存在于古元古代的15到18亿年前。该大陆由许多后来形成劳伦大陆、波罗地大陆、乌克兰地盾、亚马逊克拉通、澳洲大陆，可能还包含西伯利亚大陆、华北陆块、喀拉哈里克拉通的许多原始克拉通组成。哥伦比亚大陆目前是依照古地磁资料证明其存在。（[注]克拉通：地台和地盾的统称，仅在大陆使用。）

哥伦比亚大陆预测从北到南跨越12900公里，从东到西最宽处4800公里。今日印度东岸与北美洲西岸相连，而澳洲大陆南部与今日加拿大西部相连。南美洲因为旋转的关系，今日巴西的西缘和北美洲东部排在一起，形成了延伸至今日斯堪地纳维亚的大陆边缘。

哥伦比亚大陆于16亿年前开始分裂。相关的大陆漂移有沿着劳伦大陆西缘（荷贝尔特—普尔瑟尔超群）、印度东部（默哈讷迪与哥达瓦里）、波罗地大陆南缘（泰勒马克超群）、西伯利亚东南缘（里菲超群）、南非东北缘（喀拉哈里铜矿带）与华北陆块北缘（渣尔泰－白云鄂博带）。分裂原因一般认为是非造山的岩浆活动相当普遍。

分裂的各陆块则在约5亿年后形成罗迪尼亚大陆。