冥古宙

地球始于地獄般的、持續(xù)了6億年的冥古宙。有一種假說認(rèn)為，月球是在地球與另一顆原行星的撞擊中形成的，這顆原行星帶來的水形成了大氣和海洋。盡管地球看起來很荒涼，但在冥古宙末期，地球生物最古老的共同祖先出現(xiàn)了，生命進(jìn)化的史詩也由此拉開了序幕。

地球在誕生之初是難以辨認(rèn)的。大約46億年前，圍繞新生的太陽旋轉(zhuǎn)的塵埃顆粒聚集在一起并相互碰撞，形成了包括地球在內(nèi)的第一批原行星。這一過程持續(xù)了大約2 000萬年，而這僅僅是地質(zhì)時間中的一瞬。此時的地球既熾熱又混亂，還不斷遭到其他原行星和小行星的撞擊，所以大部分地表處于熔融狀態(tài)。巖漿中的重金屬下沉形成地核，進(jìn)而產(chǎn)生了地球磁場。冥古宙這個名稱來自古希臘神話中的冥王哈迪斯（Hades），因為這一時期的惡劣環(huán)境讓人聯(lián)想到地獄。在冥古宙的大部分時間里，地表溫度超過了200℃，大氣中幾乎沒有氧氣，自然也就無法形成臭氧層，這意味著地球遭受著來自暴怒的太陽的致命輻射，因此，此時的地球不適合生命生存。

慢慢地，地球冷卻下來，并形成了地殼。在冥古宙末期，地殼開始移動，板塊運(yùn)動隨之開啟。一天，即地球自轉(zhuǎn)一圈，從最初的4個小時逐漸延長到了10個小時。此時，太陽的亮度只有今天的70%，月球離地球也更近，在天空中顯得碩大無比。大量小行星撞擊著地球和早期太陽系中的其他星體，這方面的證據(jù)來自坑坑洼洼的月球，它受到了最嚴(yán)重的撞擊。在過去的50年里，科學(xué)家在澳大利亞、加拿大和丹麥的格陵蘭島發(fā)現(xiàn)了冥古宙時期的巖石，這些巖石大多通過板塊運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了循環(huán)再生。

研究人員認(rèn)為，地球上的第一個生命可能出現(xiàn)在冥古宙末期，不過目前尚未找到相關(guān)的化石證據(jù)。這個生命被稱為最初的共同祖先（Last Universal Common Ancestor，簡稱LUCA），地球上的生命都由它進(jìn)化而來，而它自己則有可能源于化學(xué)反應(yīng)，某些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了簡單的有機(jī)化合物，其中就有構(gòu)成生命的組件。科學(xué)家利用包括單細(xì)胞生命在內(nèi)的現(xiàn)存物種的基因組來研究共同祖先，并通過分子鐘分析來追溯這些生命模式，計算基因突變的數(shù)量，從而找出生命之樹上不同分支的分裂時間。在早期地球上發(fā)育的無數(shù)個原始細(xì)胞中，只有一個譜系的原始細(xì)胞存活了下來，這個簡單生命不斷分化，為復(fù)雜生命的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件，并逐漸改變了地球。

月球的誕生

大約在44億年前，一顆名為忒伊亞（Theia）的原行星與地球相撞，月球由此誕生。當(dāng)時，大部分地表處于熔融狀態(tài)，巖石中的水和地表水蒸發(fā)、遇冷凝結(jié)后形成了最初的大氣，并留下了二氧化碳、氫氣和水蒸氣。撞擊產(chǎn)生的碎片繞著地球旋轉(zhuǎn)，最終凝聚成了月球。月球最初也處于熔融狀態(tài)，但只用了不到100年的時間就通過冷卻和凝固形成了一個“小鐵芯”。該起源假說的證據(jù)來自其上的巖石，它們與地球上的巖石具有相同的氧含量。

與忒伊亞相撞也許是地球早期歷史上最重要的事件。這次撞擊可能導(dǎo)致了地球軸線傾斜，這23.5度的傾斜產(chǎn)生了四季，高緯度地區(qū)則會周期性地避開不斷變熱的太陽。這次撞擊也形成了月球，有了月球，地球上才出現(xiàn)了潮汐。月球與地球之間最初的距離幾乎是現(xiàn)在的1/20。由于潮汐力的減弱，月球以每年約4厘米的速度緩慢地向太空飄移，地球自轉(zhuǎn)變慢，而月球自轉(zhuǎn)變快，最終月球被向外拋出去。隨著月球離地球越來越遠(yuǎn)，研究顯示，地球上的一天每45億年就會延長約19個小時。

海洋與生命

海洋是生命的搖籃，但海洋并不總是存在于地球上。目前我們還不清楚最初的水來自哪里，畢竟地球在誕生之初溫度太高，不可能存在液態(tài)水。最初的水可能源自地球與富含水的小行星和原行星的撞擊，其中包括形成月球的那次撞擊。

盡管處于熔融狀態(tài)的地表溫度很高，但巨大的大氣壓力阻止了早期海洋水分的蒸發(fā)。然而，由于地球的質(zhì)量較小，水可以擺脫地表的引力，輕松地流到太空。在地誕生后，海洋可能經(jīng)歷了數(shù)次從形成到幾乎消失的過程。在地球形成后的最初10億年里，地球失去的水量至少相當(dāng)于一片海洋。

到了44億年前，地球已經(jīng)冷卻到足以形成永久性的海洋和持續(xù)性的降雨。此時，海洋覆蓋了地球表面的71%，當(dāng)大陸板塊相互漂移時，水甚至融入了地殼、地幔和地核的礦物當(dāng)中。據(jù)估計，地球內(nèi)部儲存的水可能是地表的3倍之多。