地球及生命起源.doc

约45.67亿年前，地球诞生，在约10004000万年间达到其如今规模的2/3，然后增长过程减速，又经历了7000万年才成长为今天的大小。如此结论正确，地球的年龄约为44.67亿岁。地球是由原始的太阳星云分馏、坍缩、凝聚而形成的。首先，星子聚集成行星胎，然后再增生而形成原始地球。原始地球所获得的星子比较冷，但每个落到原始地球上的星子都有很高的运动能量，这种能量因冲击转化为热能；另外，由于星子的堆积使地球外部重量增加，内部受压缩，消耗在压缩内部的能量转化为热被保存下来；再加上放射性元素铀、钍、钾等的衰变产生热积累，地球开始变热，并最终导致大部分地区温度超过铁的熔点。原始地球中的金属铁、镍及硫化铁熔化，并因密度大而流向地球的中心部位，从而形成液态铁质地核。随后，地球平均温度进一步上升，引起内部大部分物质熔融，比母质轻的熔融物质向上浮动，把热带到地表，经冷却后又向下沉没，这种对流作用控制下的物质移动，使原始地球产生全球性的分异，演化成分层的地球，即中心为铁质地核，表层为低熔点的较轻物质组成的最原始的陆核，陆核进一步增生、扩大形成地壳。地核与地壳之间为地幔。分异作用是地球内部最重要的作用，它导致了地壳及大陆的形成，并导致大气和海洋的形成。氢和氧结合成的水，原先潜藏于一些矿物中。当原始地球变热并部分熔融时，水释放出来并随熔岩运移到地表，大部分以蒸气状态逸散，其余部分在漫长的地质历史进程中逐渐充满大洋。在原始地球变热而产生分异作用的过程中，从地球内部释放出来的气体形成大气圈。早期地球的大气圈成分与现代不同，正是由于紫外辐射的能量促使原始大气成分间发生反应，从无机物质生成有机小分子，然后发展成有机高分子物质组成的多分子体系，再演变成细胞，生命得以开始和进化。经过早期分异阶段，地幔固结，原始地壳和大陆发育，并形成大洋和大气圈。地核和地幔的变化对地球磁场的变化起主导作用。地核的两个可测的物理特性是磁场和热量。地核通过两个重要的直接途径对地幔产生影响，一是向地幔底部提供热量，激励地幔深处的热对流，即热的输出是通过传导与对流；二是对地幔施加一种机械的转矩，这种相互机械作用和包括大气运动等在内的其他地球过程，决定了一天的长短变化和地球转轴在空间的定向。地幔对流是发生在地幔中的一种热方式，也是一种地幔物质的运动过程。地幔中的这种热对流作用是地球内部向地球表面输送能量、动量和质量的有效途径，很可能就是地球演化的驱动力。地球最上层是厚约100公里的坚硬岩石层，称为岩石圈，包括地壳和上地幔的顶部。岩石圈下面是上地幔的低速层，其物质少部分是熔化的，但固体介质长期处在高温高压环境中会具有流变特征，整个低速层便可发生流动变形，故称为软流圈，其下界深约220公里。如果把地球看作是一个人，那么每过上1亿年就相当于过了地球的1岁，而现代科学证明今后约5060亿年间，地球就将会随着太阳进入未期而毁灭，也就是地球寿命大约在“一百岁”左右。地球预计将在15亿年内继续拥有生命，直到太阳不断增加的亮度灭绝地球上的生物圈。地球的最终命运还不清楚。太阳变成红巨星时，其半径可超过2.42天文单位，超出地球的轨道，是当前太阳半径的260倍，届时行星轨道将会外推，地球也许会幸免被太阳吞噬。然而，新的研究认为地球还是会因为潮汐作用的影响而被太阳吞掉。即使地球能逃脱被太阳熔融的命运，地球上的水将被蒸发而大气层也会散逸。实际上，即使太阳还是主序星时它也会逐步变得更亮，表面温度缓慢上升。太阳温度的上升将在约1520亿年后导致地球表面温度升高，造成到我们所知的生命无法生存。其后再过10亿年，地球表面的水将完全消失。4月22日为“世界地球日”。地球Earth，每年7月4日地球运行到距离太阳最远的位置远日点，远日点152，097，701km、1.0167103335天文单位（AU），每年1月3日地球运行到近日点，近日点147，098，074km、0.9832898912AU，平均日距149，597，870km、1 天文单位，公转365.2422地球日，公转的方向是自西向东，轨道轨道周长为924，375，700 km，平均公转速度29.783 km/s（107，218 km/h），在近日点时公转速度较快，在远日点时较慢，轨道倾角0。地球自转一周的时间约为23小时56分4秒。地球自转速度除长期减慢外，还存在着时快时慢的不规则变化。地球公转的方向和自转的方向之间有个夹角，角度是6634。地球平均半径6，372.797 km，赤道半径6，378.137 km，极半径6，356.752 km，直径12，756.3 km，表面积510，065，600 km，体积1.08320731012 km，质量5.97421024 kg，平均密度5.52 gm/cm（5，515.3 kg/m，太阳系中密度最大的星体），表面重力9.7801m/s（1 G），逃逸速度11.186km/s，反照率0.367，表面温度：最高57.7，平均14，最低-89.2。地球大气的主要成份为氮78.084%、氧20.946%、氩0.934%、二氧化碳0.0381%、水和不到0.04的微量气体。地球的化学元素组成为：37.6% 铁，29.5% 氧，15.2% 硅，12.7% 镁，2.4% 镍，1.9% 硫，0.05% 钛。整个地球包括8个圈层，大气圈、水圈、生物圈和岩石圈构成地球外圈，地幔圈、外核液体圈和固体内核圈构成地球内圈。在地球外圈和地球内圈之间是软流圈，位于地面以下平均深度约150公里处。其中岩石圈、软流圈和地球内圈构成固体地球。地球内部的温度随深度而上升。根据最近的估计，在100公里深度处温度为1，300，300公里处为2，000，在地幔圈与外核液态圈边界处约为4，000，地心处温度为5，5006，000。大气圈，无确切的上界，在2，00016，000公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。大气圈气体的总质量约为5.1361021克，相当于地球总质量的0.86%。由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内，其中75的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内。根据大气分布特征，在对流层之上还可分为平流层、中间层、热成层等。水圈总质量为1.661024克，约为地球总质量的3，600分之一，其中海洋水质量约为陆地水的35倍。如果整个地球无固体部分的起伏，那么全球将被深达2，600米的水层所均匀覆盖。71%的地球表面为水所覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。生物圈现有生存的植物约有40万种、动物约有110多万种、微生物至少10多万种。据统计，在地质历史上曾生存过的生物约有510亿种。岩石圈平均厚度约100公里。地壳由8大板块构成：北美洲板块（北美洲、西北大西洋及格陵兰岛），南美洲板块（南美洲及西南大西洋），南极洲板块（南极洲及沿海），亚欧板块（东北大西洋，欧洲及除印度外的亚洲），非洲板块（非洲、东南大西洋及西印度洋），印度与大洋洲板块（印度、澳大利亚、新西兰及大部分印度洋），Nazca板块（东太平洋及毗连南美部分地区），太平洋板块（大部分太平洋及加利福尼亚南岸）。还有超过20个小板块，如阿拉伯，菲律宾板块。地震经常在这些板块交界处发生。软流圈位于上地幔的上部即B层。在洋底下面，它位于约60公里深度以下；在大陆地区，它位于约120公里深度以下，平均深度约位于60250公里处。地幔圈，在软流圈之下直至地球内部约2，900公里深度的界面处。外核液体圈位于地面以下约2，900公里至5，120公里深度。固体内核圈位于5，120至6，371公里地心处。约45.542亿年前，地球圈层形成时期。地球的地质时代按照生物发展阶段分成隐生代和显生代。约45.5亿年5.42亿年前，隐生宙。分为冥古宙、太古宙、元古宙。 一部分人认为，隐生宙分太古代（约45.524亿年前）和元古代（约245.7亿年前），常统称为前古生代。此间，地壳正在形成，不大坚实巩固，火山活动强烈，从岩浆中分离出来的气体大量进入大气中和溶解到水里。在早期，大气中缺少氧气，海水呈酸性，太阳紫外线不受阻挡地到达地面，不利于生命的出现。约45.5亿年38亿年前，隐生宙冥古宙（冥古代），是地球刚刚形成，生物（指数量比较多的生物，不特指最早出现在数量较少的原核生物细菌）尚未出现的时期，即“黑暗时代”。冥古宙分隐生代、原生代、酒神代、雨海代4个时期。冥古宙是地球的天文演化阶段，其间地球经历了无数次的陨石撞击，地球上无任何岩石，到处都是奔腾的岩浆。地球就象一个巨大的岩浆球，表面覆盖着熔化的岩浆海洋。约45.541.5亿年前，冥古宙隐生代，就是在地球上尚无生物（包括最早的原核生物和真核生物，细菌也没有出现）出现的一段时间。初生的地球，在围绕太阳不断地旋转和凝聚物质的过程中，由于本身的凝聚、收缩和内部放射性物质如铀、钍等元素的蜕变产生了热，温度不断增高，其内部的温度甚至达到炽热的程度；于是，初生的地球上的重物质就沉向内部，形成地核和地幔；而较轻的物质则分布到表面，形成初生地球的地壳。初生的地壳非常薄，而地核的温度又很高。因此，初生地球上的火山不断爆发，从火山喷发出来的气体，又构成了地球的大气层，时大气层的主要成分是氨、氢、甲烷、水蒸气。水是原始大气层的最主要成分，原始的地球的地表温度高于水的沸点，所以地球上的水都是以水蒸气的形态存在于原始大气层中。约45.27亿年前，月球（俗称月亮，古称太阴）诞生。“大碰撞分裂说”认为，地球早期受到一个火星大小的天体撞击，撞击碎片（即两个天体的硅酸盐幔的一部分）最终形成月球。撞击成因说认为，在太阳系形成早期，行星际空间有大量星云，星云经过碰撞、吸积而逐渐增大。大约在相当地月系统存在的空间范围内，形成了一个质量相当于现在地球质量9/10的“原地球”和另一个火星大小的天体“原月球”。两个天体在各自的演化过程中都形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐组成的幔和壳。两个天体相距不远，因此有机会发生碰撞。剧烈的碰撞不仅使“原地球”的自转产生偏斜，而且使“原月球”碎裂，幔和壳变热蒸发，膨胀的气体“裹挟”着尘埃和少量的幔物质飞离原月球。被分离的金属核因受膨胀气体的阻碍而减速，被“原地球”吸积并变成了地球的一部分。飞离的气体尘埃物质受地球引力的作用，呈盘状分布在洛希限以外的空间，通过吸积，先形成一些小天体，然后像滚雪球一样不断吸积增长，最终形成月球。月球经历了45亿年的演化，现今已成为一个内部能源近于枯竭、内部活动近于停滞的僵死的天体，仅有极其微弱的月震活动。月球最外层的月壳平均厚度约为6065公里，壳下面到1，000公里深度是月幔（占月球的大部分体积），月幔下面是月核，月核的温度约为1，000度，很可能是熔融状态。月球直径约3，476公里，是地球的1/4。体积只有地球的1/49，质量约7，350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月球表面的重力约为地球重力的1/6。月球的自转周期和公转周期完全一样，地球上只能看见月球永远用同一面向着地球，月球的背面绝大部分不能从地球看见。自月球形成早期，地球便一直受到一个力矩的影响导致自转速度减慢，这个过程称为潮汐锁定。亦因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量，其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢，一天的长度每年变长15微秒。隐生代早期，地球上全是无边无际的海洋，里面散布着零零星星的岛屿，差不多都是火山岛。约41.539.5亿年前，冥古宙原生代，就是以出现了地球上最早的生物原核细胞（原核生物）（即细菌）为名的。当时，地表在不断散热，温度下降，水蒸气被冷却，还原成常见的水的形态。又过了一段漫长的时间，地球内部温度逐渐降低，地面温度终于降到水的沸点以下，于是倾盆大雨从大气层中回到地表，从天而降的大雨，在当时的地球表面的低处不断汇集，形成了原始的江、河、湖和原始海洋。地球上原本没有生命，生命起源于非生命物质，生命起源是化学进化的结果。是由前苏联学者奥巴林提出的。原始大气主要成分甲烷、氢气、氨、水蒸气、二氧化碳、硫化氢等，而无游离氧元素，因而大气层中没有形成臭氧层，紫外线就直射到地球表面。大自然不断产生的含有极高能量的宇宙射线、强烈的紫外线和频繁的闪电等作用于还原性大气层，无机小分子物质通过化学变化形成小分子有机物（氨基酸等），小分子有机物随着雨水，最后汇聚在原始海洋中。在盐分较低的原始海洋中小分子有机物经长期积累和相互作用自然合成为有机大分子物质（蛋白质、核酸等），原始海洋中的蛋白质和核酸等物质经浓缩和相互作用，凝聚成具有原始界膜的多分子独立体系。有机多分子独立体系在原始海洋中经历漫长、复杂的化学进化，最终演变为原始生命。而海水能阻止强烈的紫外线对原始生命的破坏杀伤作用，因而可形象地把原始海洋比作是生命的摇篮，是原始生命形成的场所。当时的“陆地上”和“大气层中”不可能形成原始生命。也就是说生命是在原始的地球条件下通过化学进化诞生的，生命的化学起源说被广大学者普遍接受。生命在地球上的出现是原始地球条件和各种物质相互作用的结果，在现今的地球条件下，作为生命起源的基本条件已不存在。现代大气已成为含氧丰富的氧化性大气，而不再是生命起源所必需的还原性大气。现今地球的大气层中有臭氧层阻挡了大部分紫外线，没有了强烈的太阳辐射，也没有频繁的闪电，地球的温度也降低了，把无机物合成为有机物必需的自然界的高能作用已不复存在。另外，也不再有含丰富有机物、含盐量极少的原始海洋那样的环境。现在的地球上由于存在大量的游离氧（可氧化有机物）和微生物（可分解有机物），各种有机物不可能像在原始海洋中那样长期保存和积累。因此，在现在的地球环境条件下，是不可能再产生新的原始生命的。正因为地球上不会有新的生命起源，现在地球上生物若灭绝一种，就永远地消失，一去不复返。原始生命具有原始的新陈代谢作用，但其结构十分简单，不可能具有进行光合作用的结构和条件，只能以原始海洋中已经存在的各种有机物作为营养物质，所以其营养方式应该是异养型。原始大气成分中无氧气，因此其异化方式只可能是厌氧型。所以，原始生命的代谢类型最大可能为异养厌氧型。原生代中期，地球处于“雪球”状态，但仍有最早的生物生存下来。并且当时火山爆发所产生的二氧化碳，由于地球冰封而无法释放，于是在地球内部形成了温室效应。约40亿年前，陨石撞击事件开始大幅减少，地球也慢慢冷却下来，有机分子的大量合成也使得生命起源成为可能。地球上最古老的沉积岩大约有40多亿年的历史，也就是说，地球凝聚几亿年后才形成硬的地壳，生命才有了立足之地。位于加拿大北部的一组变质岩Acasta片麻岩是已知最古老的、保存完好的地球表面一部分，放射性年代测定表明Acasta片麻岩有40亿年的历史。约39.538.5亿年前，冥古宙酒神代。地球地表不断降温，原始大气层中充满“水蒸气”的常温体小水珠（也就是“水蒸汽”），有一点像酒不断地挥发出酒精中含有的水一样，故称为“酒神代”。约39.5亿年前，出现古细菌（同为原核生物，是细菌的进化生命体）。约38.538亿年前，冥古宙雨海代。大气层中的水不断从天而降，地球上出现海洋和其他的水，故名“雨海代”。但原始水圈的水量不多。约38亿年前，地球最初的永久地壳形成。约38亿年25亿年前，隐生宙太古宙（太古代）。又可分为始太古代、古太古代、中太古代和新太古代4个时期。太古宙时期已出现数量较多的原核生物，包括蓝细菌、细菌、古细菌、放线菌、立克次氏体、螺旋体、支原体和衣原体等。太古宙是一个重要的成矿期，形成的矿产很丰富。主要有铁、金、镍、铬、铜、锌、稀有元素和一些非金属矿产等。同其他时代比较，许多矿产居于前列，而镍、金、铜、铁等矿产特别引人注目。约3836亿年前，太古宙始太古代。约3632亿年前，太古宙古太古代。古太古代时期出现最早的大型生物蓝绿藻，也是最古老的化石年代。这时的水圈分布已比较广泛。蓝绿藻，又称蓝藻，是地球上出现的最早的原核生物，也是最基本的生物体，为自养型生物，其适应能力非常强，可忍受高温，冰冻，缺氧，干涸及高盐度，强辐射，所以从热带到极地，由海洋到山顶，85温泉，零下62雪泉，27%高盐度湖沼，干燥的岩石等环境下，它均能生存。蓝藻是单细胞生物，无细胞核，但细胞中央含有核物质，通常呈颗粒状或网状，染色体和色素均匀的分布在细胞质中。该核物质无核膜和核仁，但具有核的功能，故称其为原核。和细菌一样，蓝藻属于“原核生物”。蓝绿藻出现的意义在于对地球生态系统的进一步向着适应现代生物生存的方向发展，因为它会“制造氧气”。并且蓝绿藻适应在原始地球上的原始海洋生存，于是它就开始了大规模的生长、进化。约35亿年前，地壳运动在西伯利亚的阿尔丹地盾和阿纳巴尔地盾上发生，构成世界上最早的稳定地块。35亿年前，地球大气圈、海水开始形成。35亿年前，地球生命诞生，但长期停滞在很低级的阶段，主要是些低等菌藻植物，留下的化石说明的情况不多，且保存这些化石的岩层大多程度不同的变质，使地球这段早期历史更不易了解。这些微小的生物对改造地球环境、使之适于生命存在，作出较大贡献：吸收许多二氧化碳，放出许多氧气，并促成海水中钙、镁等元素和二氧化碳结合成碳酸盐沉入海底，从而把大量二氧化碳固定在碳酸盐矿物组成的石灰岩、白云岩里。约3228亿年前，太古宙中太古代。3129亿年前，地壳运动在波罗的海沿岸、澳大利亚西部、北美大湖区及南非等地发生。约30亿年前，月球停止进化，故月岩的年龄都在30亿年以上，而地球岩石的年龄都在30亿年以下。约2825亿年前，太古宙新太古代。水圈有所扩大，氧气开始增多。2723.5亿年前，地球“第一次冰河期”。是已知地球上最早的大冰期。以加拿大南部和美国大湖区西部的休伦群高干达组冰碛层为代表，在南非、澳大利亚西部、印度也有这次冰期的产物。冰河期，即冰期，又称为冰川时期，指地球表面覆盖有大规模冰川的地质时期。广义的冰期又称大冰期，狭义的冰期是指比大冰期低一层次的冰期。两次冰期之间相对温暖的时期称为间冰期。冰期的成因有各种说法，但至今没有得到令人感到满意的答案。归纳起来，主要有天文学和地球物理学成因说。天文学成因说主要考虑太阳、其他行星与地球间的相互关系，认为：太阳光度的周期变化影响地球的气候。太阳光度处于弱变化时，辐射量减少，地球变冷，乃至出现冰期气候。米兰科维奇认为，夏半年太阳辐射量的减少是导致冰期发生的可能因素。地球黄赤交角的周期变化导致气温的变化。黄赤交角指黄道与天赤道的交角，它的变化主要受行星摄动的影响。当黄赤交角大时，冬夏差别增大，年平均日射率最小，使低纬地区处于寒冷时期，有利于冰川生成。地球物理学成因说认为：大气透明度的影响。频繁的火山活动等使大气层饱含着火山灰，透明度低，减少了太阳辐射量，导致地球变冷。构造运动的影响。构造运动造成陆地升降、陆块位移、视极移动，改变了海陆分布和环流型式，可使地球变冷。云量、蒸发和冰雪反射的反馈作用，进一步使地球变冷，促使冰期来临。大气中CO2的屏蔽作用。CO2能阻止或减低地表热量的损失。如大气中CO2含量增加到今天的23倍，则极地气温将上升89；如大气中的CO2含量减少5560%，则中纬地带气温将下降45。在地质时期火山活动和生物活动使大气圈中CO2含量有很大变化，当CO2屏蔽作用减少到一定程度，则可能出现冰期。大冰期的成因，有各种不同说法，但许多研究者认为可能与太阳系在银河系的运行周期有关。有的认为太阳运行到近银点区段时的光度最小，使行星变冷而形成地球上的大冰期；有的认为银河系中物质分布不均，太阳通过星际物质密度较大的地段时，降低了太阳的辐射能量而形成地球上的大冰期。约25亿年前，地壳运动发生，这是一次颇为强烈、影响很大的地壳运动，并使当时有限的沉积岩层发生变质作用。中国的冀东、辽东都深受影响，构成中国最古老岩石的所在地。约25亿年5.42亿年前，隐生宙元古宙（元古代）。这个时期已发现许多菌类、藻类植物化石和古代微生物化石，因此被称为“菌藻时代”。元古宙是一个重要成矿期，主要矿产有铁、金、铀、锰、铜、硼、磷、菱镁矿等。元古宙分为始元古代、古元古代、中元古代和新元古代。元古宙又分为成铁纪、层侵纪、造山纪、固结纪、盖层纪、延展纪、狭带纪、拉伸纪、成冰纪和埃迪卡拉纪10个纪。元古代时期，虽然前期形成的古陆核仍继续存在，但面积还很小，且彼此之间呈分离状态，象海洋中孤立的岛屿。构成“岛屿”的古陆核虽开始处于稳定的地壳环境中，但构成“海洋”的其他地壳仍活动性很强，只是比太古代时有些减弱。约25亿年18亿年前，元古宙始元古代。始元古代分为成铁纪、层侵纪、造山纪3纪。在始元古代大量出现蓝藻、细菌。约2523亿年前，成铁纪。成铁纪的名称来自于希腊语sideros“铁”，因这个时期是世界上形成特大型铁矿田，出现硅铁建造的主要时期。（然而在中国大陆，此时却并不发育硅铁建造。）成铁纪期间蓝藻、细菌繁盛。 早元古代，大气圈基本上还没有消失火山大气的特点。约2320.5亿年前，层侵纪。层侵纪期间蓝藻、细菌进一步繁盛。由于藻类植物日益繁盛，它们通过光合作用不断吸收大气中的二氧化碳，放出氧气，使气圈和水体从缺氧发展到含有较多氧的状态。约20.518亿年前，造山纪。造山纪期间蓝藻、细菌繁盛。造山纪期间发生了地球历史上已知的2次最大规模的小行星碰撞。20.3亿年前，一颗直径为10公里的小行星的撞击地球，产生了南非Vredefort盆地（陨石坑），直径足有300公里，不仅是世界上最大的陨石坑，也是最古老的陨石坑。造山纪的下半叶，发生了遍及全球的造山运动，太古代的陆核经过造山运动扩大，有些还相互连接起来，比较大面积的稳定区出现了，地壳上强烈的火山运动也暂告一段落。18.5亿年前，2颗小行星碰撞，产生了加拿大安大略的Sudbury盆地。约18亿年12亿年前，元古宙古元古代。古元古代分为固结纪、盖层纪、延展纪3纪。约20亿年前，地球大气圈中已有不少氧气。约1816亿年前，固结纪。固结纪期间蓝藻、细菌繁盛。约1614亿年前，盖层纪。盖层纪期间蓝藻、褐藻经过近十亿年的进化，终于出现大型的宏观藻类。约1412亿年前，延展纪。约12亿年6.3亿年前，元古宙中元古代。分为狭带纪、拉伸纪和成冰纪3纪。大约从中元古代开始，地层有含铁紫红色石英砂岩及赤铁矿层形成，说明当时大气中已含有相当多的游离氧。大气及水体中氧的增多，不仅影响岩石风化及沉积作用的方式及进程，也给生物发展和演化准备了物质条件。约1210亿年前，狭带纪。狭带纪期间蓝藻、褐藻发育，出现大型宏观藻类。约108.5亿年前，拉伸纪。拉伸纪期间首次出现大型的具刺凝源类，形成了罗迪尼亚古大陆Rodinia。晚元古代，火山作用明显减弱，大气中的氧气可获得较多的积累。约9.56.15亿年前，地球第2次大冰期，出现大规模的世界性冰川，此冰川期称为瓦兰吉尔冰期，是地球历史上最严重的冰期，其冰帽甚至延伸到赤道，使得整个地球都成为一个雪球。其遗迹除南极大陆尚未发现外，世界各大陆的许多地方都有保存，并多被非冰川沉积岩层所隔开，表明该冰期是多阶段性的。最早发现于苏格兰、挪威，后在中国、澳大利亚、非洲、格陵兰和北美相继发现。以挪威北部芬马克的冰碛岩为其代表。在中国则为震旦系底部带擦痕的南沱冰碛层，主要分布在长江中下游等处。约8.56.3亿年前，成冰纪（覆冰纪）。成冰纪期间出现全球雪球事件，为生物低潮。中元古和晚元古代时期，由于地幔的热力运动使它产生顶托与拉张作用，大陆地壳不断增厚，地壳运动以板块方式进行，发生分裂、漂移、并接等现象。78亿年前，地球大气中氧的含量已增加到接近今天的水平。约6.3亿年5.42亿年前，元古宙新元古代。在新元古代中只有一个埃迪卡拉纪。埃迪卡拉纪时期已出现多细胞生物。埃迪卡拉纪曾被一些人称为震旦纪（Sinian），因为这段时间在生命演化历程中具有承前启后的意义，并且它的名称来源于中国。古印度人称华夏大地为Cinisthana，在佛经中被译为“震旦”，德国地质学家首先把它用于地层学。6亿年前，地球表面很可能像现在火星表面一样，到处一望无际、毫无生机。在浅海中繁衍的地衣逐渐登上陆地，所产生的地衣酸腐蚀了岩石中的矿物质，为高等植物在陆地的生长提供了土壤。埃迪卡拉纪时期，高级藻类（如红藻、褐藻类等）进一步繁盛，宏观藻类也得到飞速发展，此时地球已彻底改变一片死寂、毫无生气的面貌。陆地也像海洋一样，渐渐变成丰富多彩、充满生机的世界。约5.7亿年前，经过近40亿年的进化，一直生存在隐生宙中的原核生物才进化成真核生物（细胞中含有细胞核的生物，即现代生物）。埃迪卡拉纪后期，动物界出现低等的小型具硬壳的物种，以及大量裸露的高级动物。约5.7亿年前，地球上较高级的生物大量出现（有壳的无脊椎动物占优势），并有大量未经变质的沉积岩层和动物化石保留下来，从而提供了许多比较可靠的材料。故关于地球6亿年来的历史，阐述得比较详细和可信。埃迪卡拉纪动物群包含3个门，19个属，24种低等无脊椎动物。3个门是：腔肠动物门，环节动物门和节肢动物门。水母有7属9种；水螅纲有3属3种；海鳃目（珊瑚纲）有3属3种；钵水母2属2种；多毛类环虫2属5种；节肢动物2属2种。埃迪卡拉纪动物和今天的大多数动物不同，它们既没头、尾、四肢，又没嘴巴和消化器官，因此它们大概只能从水中摄取养份。大多的埃迪卡拉动物固著在海底，和植物十分相近，其他的则平躺在浅海处，等待营养顺水流而送上门来。约5.42亿年前今，显生宙。分为古生代（约5.422.5亿年前）、中生代（约2.50.65亿年前）、新生代，这些“代”下分11个“纪”。5.420.3亿年2.510.4亿年前，显生宙古生代。分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二迭纪。其中寒武纪、奥陶纪、志留纪又合称早古生代，泥盆纪、石炭纪、二迭纪又合称晚古生代。 约5.75.1亿年前，古生代寒武纪，常被称为“三叶虫的时代”。寒武纪时，大约50个门的大量多细胞生物（包括几乎所有现生生物的祖先）快速出现，称为“寒武纪生命大爆发”，硬壳动物出现。这一时期，最繁荣的生物是节肢动物三叶虫，其次是腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物。寒武纪的生物形态奇特，与地球上的现生生物极不相同。最古老的鱼种也出现在这个时代。此时在潮湿的低地可能分布有苔藓和地衣类的低等植物，但它们缺乏真正的根茎组织，难以在干燥地区生活。古生代早期，地球仍然是汪洋泽土，海洋占绝对优势。中国北方和南方，很广阔的地区为海水淹没。在海里，藻类仍在大量繁殖，但比它高级得多的生物已大量出现，三叶虫统治了全世界的海洋。但陆地上仍无任何生物，大陆上缺乏生气、荒凉一片。寒武纪后期是节肢动物三叶虫鼎盛时期。（三叶虫化石）约54.4亿年前，古生代奥陶纪，奥陶是英国威尔士一古民族名。无颌类动物出现。奥陶纪早期，约5亿年前，最早的脊椎动物淡水无颚鱼出现。奥陶纪是地史上大陆地区遭受广泛海侵的时代，是火山活动和地壳运动比较剧烈的时代，也是气候分异、冰川发育的时代。奥陶纪气候温和，浅海广布，世界许多地区（包括中国大部分地区）都被浅海海水掩盖，海生生物空前发展，较寒武纪更为繁盛。奥陶纪是海生无脊椎动物真正达到繁盛的时期，也是这些生物发生明显的生态分异的时期。奥陶纪时，三叶虫数量仍不少，但海中已出现更厉害的软体动物，个儿大，一般长达几十厘米，行动迅速，口腔坚硬，故三叶虫不是其对手，这些软体动物是章鱼、乌贼的远亲，但大部已绝灭。奥陶纪时，每天的时间为21小时，而非24小时。奥陶纪后期，各大陆上不少地区发生重要的构造变动、岩浆活动和热变质作用，使得这些活动区的部分地区褶皱成为山系，从而在一定程度上改变了地壳构造和古地理轮廓。约4.64.4亿年前，地球第3次大冰期，有人认为可能延续到3.6 亿年前。其混碛岩见于法国、西班牙、加拿大、南美、北非及苏联新地岛。北非的冰碛岩露头极佳，并保存有若干冰川地貌的遗迹，如保存极好的冰壅构造、鼓丘、蛇形丘和砂楔等地形。约4.504.40亿年前，地球生命第1次大灭绝。85%（约100个科）的物种灭绝，27%的科与57%的属灭绝。直接原因是冈瓦纳大陆进入南极地区，影响全球环流变化，导致全球冷化进入安第斯-撒哈拉冰河时期，海平面大幅度下降。约4.4亿4.1亿年前，古生代志留纪，志留是英国威尔士地区一古民族名。志留纪初期，南极冰盖迅速消融，导致志留纪海洋和大气环流减弱，纬向气候分带不明显，深海部分相对较暖，含氧量较低，易成滞流。因此，除高纬度的冈瓦纳大陆外，其他各板块大都处于干热或温暖的气候条件下。志留纪中期开始，全世界许多被海水淹没的地区都发生地壳升高为陆的变化；一些地区地壳较平稳地大面积升高，海水慢慢退却；还有一些地带，地壳剧烈地褶皱，逐渐形成绵亘的山脉，这就是造山运动。志留纪中期，有颌鱼类开始出现，这在脊椎动物的演化上是一重大事件，为随后鱼类等高等脊椎动物的大发展奠定了基础。志留纪晚期，在滨海地区沼泽中出现极为原始的蕨类植物，其根、茎、叶尚未分化出来，光秃秃的，故称为裸蕨，它们是首先登上陆地的植物。约4.1亿3.6亿年前，古生代泥盆纪，又有“鱼类时代”之称，泥盆是英国南部“德文”郡的音译。泥盆纪早期，裸蕨繁茂，中期以后，蕨类和原始裸子植物出现。泥盆纪是地球生物界发生巨大变革的时期，由海洋向陆地大规模进军是这一时期最突出、最重要的生物演化事件。泥盆纪是脊椎动物飞越发展的时期，鱼类相当繁盛，地球成了鱼类的世界，鱼在地球上占统治地位，并向原始两栖类动物演化。泥盆纪时，气候温暖，远至北极地区处于温带气候。陆地范围更为扩大，陆地上植物增多，且大多有根有茎，枝叶茂盛。以蕨类为主，但不像今天的那种矮小的草本植物的蕨类，多为高大的木本植物。下泥盆纪时代出现最早的无翼的昆虫。泥盆纪晚期，由鱼类进化而来的两栖类登上陆地，标志着脊椎动物开始了脱离水体并最终征服陆地的演化历程。泥盆晚期，出现许多成片森林，大地真正披上了绿装。植物的成功登陆，使荒漠的大陆变成绿洲，标志着植物的发展在泥盆纪进入新的阶段。另外，泥盆纪中晚期的陆地上还出现最早的裸子植物。约3.753.55亿年前，地球生命第2次大灭绝，或称为晚泥盆纪大灭绝，70%的物种灭绝。海洋生物遭到重创，82%的海洋物种灭绝，陆地生物受影响不显著。19%的科、50%的属灭绝。这次大灭绝事件持续近2，000万年，期间有多次灭绝高峰期。造礁生物消失，竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚10多个科灭亡，被称为凯勒瓦瑟尔事件，又称弗朗斯-法门事件。由于灭绝事件持续时间很长，其根源很难辨识。可能的生物学原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育，导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少，地球进入卡鲁冰河时期所致。3.6亿约2.9亿年前，古生代石灰纪，此时形成的地层中含煤丰富。石炭纪，尤其是上石炭纪可称为是蕨类植物的时代。上石炭纪已有有翼的昆虫，但这些昆虫还无法折叠其翅膀。石炭纪时，气候温暖、湿润，沼泽遍布，植物更为茂盛，在许多地方组成茂密的森林，树木有高达40米的，茎的基部最粗的有3米。这些树木因各种原因被埋藏到地下，天长日久变成煤层。地球上的煤，在石炭纪形成的最多。石炭纪末期有花植物（裸子植物如歧杉和瓦契杉）出现。海百合是石炭纪出现的新生物，属于棘皮动物。石炭纪时在陆地上生活的唯一的脊椎动物是两栖动物，但它们还保存着相当的水生习性。它们在陆地上尚无竞争对手，因此种类非常多，有些一直大到6米长。石炭纪末期，地球出现全球性大火，使许多生物灭绝。但这些生物的灭绝给爬虫类动物的发展让出了空间，使爬虫类在二叠纪得以快速进化。石炭纪中期至二叠纪初期，地球第4次大冰期。全球气温普遍下降，形成大面积的冰盖与冰川，持续时间长达8，000万年，是地球历史上影响最为深远的一次大冰期。见于印度、澳大利亚、南美、非洲及南极大陆的边缘。澳大利亚东南部和塔斯马尼亚岛是这次大冰期冰川作用最强的地区。石炭、二叠纪时，地球变成两栖类的天下。地壳继续不断升降，一些地区时而为海、时而为陆；造山运动多次发生。今天的各大陆，在那时已初具规模，不过是联成一整块，后逐渐分裂成几块，并各自移动了位置，经2亿多年才演变成今天这个样子。约2.9亿2.5亿年前，古生代二叠纪，因地层一般分为上部红色砂岩，下部镁质灰岩，故名。裸子植物、爬行动物出现。二叠纪时，陆上的植物仍很茂盛，并开始有松柏一类更高级的植物出现，这时形成的煤层也不少。二叠纪的地壳运动比较活跃，古板块间的相对运动加剧，世界范围内的许多地槽封闭并陆续形成褶皱山系，古板块间逐渐拚接形成联合古大陆（泛大陆）。陆地面积进一步扩大，海洋范围缩小。来自海上的雨水和雾气再也无法探入内陆地区，于是某些区域越来越干燥火热，致使沙漠范围越来越广。二叠纪末，地球两极形成了冰盖，这些巨大的白色冰盖将阳光发射回太空，进一步降低全球气温。约2.51亿年前，地球生命第3次大灭绝，这是地球上发生的最大规模的物种灭绝事件，估计地球上96%的物种灭绝，许多动物门类整个目或亚目全部灭亡，古生代宣告结束。曾普遍生长的舌羊齿植物群，二叠纪末几乎全部绝灭；早古生代繁盛的三叶虫全部消失；蜓类原有40多个属全然无存；菊石有10个科绝灭；腕足类在同期约有140个属所余无几。总共57%的科、83%的属（53%的海洋生物的科，84%的海洋生物的属，约96%的海洋生物的种），估计有70%的陆地生物包括昆虫的物种灭绝。可能原因包括西伯利亚大规模玄武岩喷发造成的附近浅海区释放大量可燃冰，盘古大陆形成后改变了地球环流与洋流系统等。约2.52.03亿年前，地球生命第4次大灭绝，延续约5，000万年，估计有76%的物种灭绝，其中主要是海洋生物。这一次灾难并无特别明显的标志，只发现海平面下降之后又上升了，出现过大面积缺氧的海水。带讽刺意味的是，这场大规模地球生命灭亡使恐龙的大多数天敌被消灭，为恐龙主宰地球铺平了道路。约2.5亿0.65亿年前，显生宙中生代，又称爬行动物时代或称恐龙时代，分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪3个纪。中生代是板块、气候、生物演化改变极大的时代。中生代气候非常温暖，对动物的演化产生影响。中生代植物以真蕨类和裸子植物最繁盛。中生代末期，已见现代生物的雏形。约2.52.08亿年前，中生代三叠纪，因地层三分性明显，故名。三叠纪时期的地球与现今截然不同，只有一块大陆，被称为泛古陆（盘古大陆），大致位于现在非洲所在的位置。泛古陆分为北边的劳拉西亚古陆和南边的冈瓦纳古陆。劳拉西亚古陆包括了今日的北美洲、欧洲和亚洲的大部分地区，冈瓦纳古陆则包括了现在的非洲、大洋州、南极洲、南美洲及亚洲的印度与马达加斯加等部分地区。到三叠纪中期，泛古陆开始出现分裂的前兆，在北美洲、欧洲中部和西部、非洲的西北部均出现了裂痕。三叠纪的全球气候较为干旱，季节性变化大，尤其是盘古大陆内部。三叠纪是裸子植物的兴盛时代。三叠纪时，脊椎动物得到进一步的发展。其中，槽齿类爬行动物出现。约2.35亿年前，槽齿类爬行动物发展出最早的恐龙。三叠纪晚期，蜥臀目和鸟臀目都已有不少种类，恐龙已成为种类繁多的类群，在生态系统占据重要地位。因此，三叠纪也被称为“恐龙世代前的黎明”。那时的爬行动物大都躯体庞大、形象恐怖，人们借用传说中的“龙”来称呼。陆地上爬的有恐龙，海里游的有鱼龙、蛇颈龙，天上飞的有飞龙、翼龙，地球成了“龙的世界”。大多数恐龙躯体巨大，有的体长2030米，体重4050吨。三叠纪末期出现原始哺乳动物。2.132.08亿年前，盘古大陆开始分裂，这导致强烈的火山运动，这是地球大陆形成后最强烈的火山运动。其它可能的原因有全球性的气候冷却或陨星。约2.081.35亿年前，中生代侏罗纪，因瑞士、法国交界的侏罗山得名。哺乳动物出现。侏罗纪时爬行动物迅速发展。槽齿类绝灭，海生的幻龙类也绝灭了。恐龙的进化类型鸟臀类的4个主要类型中有2个繁盛于侏罗纪，飞行的爬行动物第1次滑翔于天空之中。鸟类首次出现，这是动物生命史上的重要变革之一。恐龙的另一类型蜥臀类在侏罗纪有2类最为繁盛：一类是食肉的恐龙，另一类是笨重的植食恐龙。海生的爬行类中主要是鱼龙及蛇颈龙，它们成为海洋环境中不可忽视的成员。侏罗纪是恐龙的鼎盛时期，恐龙迅速成为地球的统治者。各类恐龙济济一堂，构成一幅千姿百态的龙的世界。除陆上的身体巨大的迷惑龙、梁龙、腕龙等，水中的鱼龙和飞行的翼龙等也大量发展和进化。侏罗纪时期，早期的鸟类也出现。鸟类的出现代表了脊椎动物演化的又一重要事件。1861年在德国巴伐利亚州索伦霍芬晚侏罗纪地层中发现的“始祖鸟（Archaeopteryx）”化石被公认为是最古老的鸟类代表。中国古生物学家在辽宁发现的“中华龙鸟（Sinosauropteryx）化石为研究羽毛的起源、鸟类的起源和演化提供了新的重要材料。伴随着鸟类的出现，脊椎动物首次占据陆、海、空三大生态领域。侏罗纪是裸子植物的极盛期。苏铁类和银杏类的发展达到高峰，松柏类也占到很重要的地位。约1.350.65亿年前，中生代白垩纪，因英吉利海峡两岸的白垩即石灰层得名。白垩纪是中生代地球表面受淹没程度最大的时期，期间北半球广泛沉积了白垩层。白垩层是一种极细而纯的粉状灰岩，是生物成因的海洋沉积，主要由一种叫做颗石藻的钙质超微化石和浮游有孔虫化石构成。白垩纪时，大陆之间被海洋分开，地球变得温暖、干旱。被子植物出现了。同时，许多新的恐龙种类开始出现，包括像食肉牛龙这样的大型肉食性恐龙，像戟龙这样的甲龙类成员及像赖氏龙这样的植食性鸭嘴龙类。恐龙仍然统治着陆地，像飞机一样的翼龙类，例如披羽蛇翼龙在天空中滑翔，巨大的海生爬行动物，例如海王龙统治着浅海。最早的蛇类、蛾、蜜蜂及许多新的小型哺乳动物也出现了。中生代中、晚期，联合古陆逐渐解体、新大洋形成，至中生代末，形成欧亚、北美、南美、非洲、澳大利亚、南极洲和印度等独立陆块，并在其间相隔太平洋、大西洋、印度洋和北极海。约6，500万年前，白垩纪末，地球生命第5次大灭绝，生物界大变革，7580%的物种灭绝，统治地球的霸主恐龙和其他许多种“龙”灭绝。约6，500万年前，一颗直径约为10公里的小行星与地球相撞，发生猛烈大爆炸，此次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍。小行星撞在200米深的浅海海底，所以引起的海啸与撞击的能量相比并不算大，但海水向撞击坑回流时引起的海啸却十分巨大，海啸大浪最高达350米，低的有100米。据认为大海啸发生时，海水淹没了整个墨西哥和大半个美国。撞击时溅起的大量尘埃抛入大气层中，致使数月之内阳光被遮挡，大地一片黑暗寒冷，植物枯死，食物链中断，包括恐龙在内的很多动物绝灭，小型的陆生动物依靠残余的食物勉强为生。撞击后大洋表面水温下降约10，导致全球冰川化，形成新冰期。强烈的地壳运动可能是恐龙等灭绝的重要原因。这场规模很大的地壳运动，使地球出现许多高山，气候变冷，植物随之发生很大变化，利于恐龙生存的环境改变了，而恐龙又无应变能力，只好走上灭绝道路。约0.65亿年前今，显生宙新生代，即现代生物的时代。新生代一般分为3个纪：古近纪（分为古新世、始新世、渐新世）、新近纪（分为中新世、上新世）和有争议的第四纪（分为更新世、全新世）。古近纪和新近纪常合称为第三纪，它们因而也曾分别叫做早第三纪和晚第三纪。晚第三纪，近代哺乳动物出现。第四纪，人类出现。新生代称为哺乳动物时代或被子植物时代。新生代时，哺乳动物从微小简单的原始哺乳动物发展到占据各个生态圈的巨大的动物群。新生代时，鸟和被子植物也有很大发展。新生代开始时，地球上的海、陆分布比现代大，古欧亚大陆比现代小；古中国和古印度为古地中海所隔，古土耳其和古波斯为古地中海中的岛屿，这些陆块尚未与古欧亚大陆连接；红海尚未形成，古阿拉伯半岛是古非洲的一角；古南美洲和古北美洲相距遥远，而古北美洲与古欧亚大陆接近，有时相连。新生代开始后，地表各个陆块此升彼降，盘古大陆不断分裂，缓慢漂移，相撞接合，地球上的各个大陆逐渐移动到今天的位置，逐渐形成今天的海陆分布。约6，500万5，300万年前，古近纪古新世。古新世最大特点是动物群中古老种类或土著类型占很大优势，与其后的动物群有着明显区别。约6，000万年前，地球上出现最早的灵长类动物。约5，300万3，650万年前，古近纪始新世。由于地球地质历史现有记录中出现的一次最快、强度最大的全球变暖事件，被称为古新世始新世极热事件的发生，地球温度迅速升高，始新世就此开始。这次迅速而剧烈的升温（在高纬度地区温度上升7C）持续的时间少于10万年，但导致了大量物种急剧灭绝。始新世早期最令人注意的是，原始的现代哺乳动物开始出现。始新世初始，澳大利亚和南极洲仍然相连，同时温暖的赤道洋流汇入寒冷的南极水域，使得热量在全球范围内获得分配，从而保持全球的较高温度。始新世时期，极地地区比当今温暖得多，接近于现今西北太平洋的温度；温带森林已扩展到极地地区，同时多雨的热带气候区则延伸至北纬45地区。始新世时，北方的超大陆劳亚大陆开始分裂，欧洲、格陵兰岛和北美洲相继从中分裂而出。虽然北大西洋正在扩张，但北美洲和欧洲之间可能仍有陆桥相连。印度次大陆继续漂离非洲大陆，并开始撞击亚洲大陆。约5，000多万年前，灵长类动物呈辐射状快速演化，从低等灵长类动物原猴类中（如狐猴、眼镜猴）又分化出高等灵长类动物（即猿猴类，如猕猴、金丝猴、狒狒与猿）。4，500万年前，当澳大利亚从南方大陆中分裂出来时，温暖的赤道洋流开始偏离南极地区，在两块大陆之间形成一个孤立的寒冷水道。南极地区持续变冷，南极水域开始结冻，并向北方输送冷水和海冰，使寒冷局势进一步加剧。始新世中期，气候开始变冷，致使始新世末期大陆内部开始变得干燥，在某些地区，森林分布区域萎缩。此时新发展起来的草原也仅限于河岸和湖畔地区，还未扩展至平原地区和现今的热带或亚热带大草原地区。约3，650万2，330万年前，古近纪渐新世。标志渐新世开始的事件是一起被称为大置换的大规模物种灭绝事件，当时欧洲的动物群，除区域性的啮齿类动物和有袋类动物外，都被来自亚洲的动物群所取代。渐新世时期生态系统发生的一个重要改变是草原在全球的扩张，草原从始新世时期的河岸地带发展至开阔地带，而热带阔叶林则萎缩至赤道一带。被子植物继续在全球扩张；热带和亚热带森林被温带落叶林所取代。开阔的平原和沙漠面积较之原来扩大了许多。渐新世时，各大洲继续飘移向当今所在的位置。北美洲西部的造山运动仍在继续；非洲板块持续向北挤压欧亚板块，阿尔卑斯山脉随之开始隆起。渐新世早期在北美洲和欧洲之间似乎仍有陆桥相连。在渐新世的某段时间里，南美洲最终与南极洲分离，并漂向北美洲；这也使得南极洲环流得以畅通无阻，最终使南极大陆的温度急剧下降。约3，500万年前，南极周围的大洋开始变冷，南极大陆已渐渐飘移到现在的位置。3，5003，000万年前，原上猿。1908年在埃及法雍发现1件右下颌骨化石，带