元古宙

元古宙是地球地質(zhì)年代中時(shí)間跨度最大的一個(gè)紀(jì)元，持續(xù)了驚人的20億年。它記錄了一系列重大事件，從改變進(jìn)化過程的氧氣釋放，到幾乎造成生物大滅絕的全球大冰期。有性生殖首次出現(xiàn)，第一批多細(xì)胞生命于元古宙末期在海底繁殖，由此開啟了一個(gè)奇異而美麗的生物世界。

元古宙占據(jù)了地球生命中40%以上的時(shí)間。它緊隨太古宙，始于25億年前，結(jié)束于5.41億年前。在這段時(shí)間里，地球變成了我們所熟知的模樣。元古宙末期，一天的長度達(dá)到了23個(gè)小時(shí)，大氣和海洋中的氧氣越來越多，大部分地表被泛大洋和泛非洋覆蓋著。地球上的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)非常活躍，隨著山脈抬升和火山爆發(fā)，陸地得以不斷升高。大約43%的大陸地殼形成于元古宙，這種地殼越來越穩(wěn)定，足以承受深時(shí)的破壞。陸地仍然是貧瘠的，只有細(xì)菌和后來的真菌生物在其表面定居。

大氧化事件

在太古宙，大氣中的氧氣開始增加，在臨近元古宙時(shí)，大氣中的氧含量突然激增。這場“大氧化事件”被認(rèn)為是由新型藍(lán)細(xì)菌引起的，它們會(huì)進(jìn)行光合作用，釋放出作為副產(chǎn)品的氧氣。起初，氧氣與鐵發(fā)生反應(yīng)，以鐵銹顆粒的形式沉入海底，大約5 000萬年后，海洋中鐵的含量大幅降低，氧氣終于能夠從海底上升到大氣中。

復(fù)雜生命的出現(xiàn)離不開氧氣。如果沒有充足的氧氣為細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)提供燃料，多細(xì)胞生物就可能無法進(jìn)一步進(jìn)化。氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，很容易和別的化學(xué)物質(zhì)形成新的化合物，進(jìn)而創(chuàng)造出充滿營養(yǎng)物質(zhì)的生態(tài)系統(tǒng)。與此同時(shí)，通過固氮作用這一過程，氮被轉(zhuǎn)化為銨鹽類的化合物，可用于基本的生物過程。

劇烈的大氣變化也帶來了負(fù)面影響，因?yàn)檠鯕獾脑黾邮且韵臏厥覛怏w為代價(jià)的。與我們當(dāng)前面臨的氣候危機(jī)不同，元古宙時(shí)由于二氧化碳和甲烷含量降低，全球氣溫驟降，加上反照率效應(yīng)，引發(fā)了全球性的大冰期。

雪球地球

在6.35億年前，地球被冰雪包裹著。這種情況發(fā)生過不止一次，并且推動(dòng)了復(fù)雜生命的出現(xiàn)，這聽起來是不是有點(diǎn)不可思議？關(guān)于雪球地球的證據(jù)來自冰川沉積物和“落石”，這些“落石”是冰川從古代大陸的表面刮下來的，它們被帶入海洋，沉入海底。這種殘留著雪球地球痕跡的巖石幾乎遍布全世界，包括當(dāng)時(shí)的熱帶地區(qū)。

雪球地球的成因可能是大氣中的溫室氣體被氧氣取代，也可能是地球軌道和太陽能的變化，甚至是火山爆發(fā)。羅迪尼亞超大陸出現(xiàn)的位置和斷裂可能改變了海洋化學(xué)，致使冰蓋增厚。不斷增長的冰川引發(fā)了反照率效應(yīng)，即冰川的白色表面將太陽光反射回大氣層，使地球進(jìn)一步冷卻。全球氣溫驟降到比現(xiàn)在的南極還低。在寒冷的冰層下，生命仍然存在。

經(jīng)過數(shù)百萬年的時(shí)間，火山噴發(fā)和微生物活動(dòng)釋放出了足夠多的二氧化碳和甲烷，氣溫因此升高，大片海洋冰層融化，形成了一層厚達(dá)2 000米的海洋泥漿。這片黑色水域扭轉(zhuǎn)了反照率效應(yīng)，它不斷吸收太陽的熱量，直到地球上的冰雪再次融化。生命體必須堅(jiān)韌地承受著劇烈的氣溫波動(dòng)，對(duì)這種過山車式變化的適應(yīng)也可能推動(dòng)了它們朝著復(fù)雜生命進(jìn)化。當(dāng)?shù)乇斫鈨龊螅饾u遍布了整個(gè)世界。

元古宙　25億～5.41億年前