元古宙

元古宙是地球地质年代中时间跨度最大的一个纪元，持续了惊人的20亿年。它记录了一系列重大事件，从改变进化过程的氧气释放，到几乎造成生物大灭绝的全球大冰期。有性生殖首次出现，第一批多细胞生命于元古宙末期在海底繁殖，由此开启了一个奇异而美丽的生物世界。

元古宙占据了地球生命中40%以上的时间。它紧随太古宙，始于25亿年前，结束于5.41亿年前。在这段时间里，地球变成了我们所熟知的模样。元古宙末期，一天的长度达到了23个小时，大气和海洋中的氧气越来越多，大部分地表被泛大洋和泛非洋覆盖着。地球上的构造运动非常活跃，随着山脉抬升和火山爆发，陆地得以不断升高。大约43%的大陆地壳形成于元古宙，这种地壳越来越稳定，足以承受深时的破坏。陆地仍然是贫瘠的，只有细菌和后来的真菌生物在其表面定居。

大氧化事件

在太古宙，大气中的氧气开始增加，在临近元古宙时，大气中的氧含量突然激增。这场“大氧化事件”被认为是由新型蓝细菌引起的，它们会进行光合作用，释放出作为副产品的氧气。起初，氧气与铁发生反应，以铁锈颗粒的形式沉入海底，大约5 000万年后，海洋中铁的含量大幅降低，氧气终于能够从海底上升到大气中。

复杂生命的出现离不开氧气。如果没有充足的氧气为细胞内的化学反应提供燃料，多细胞生物就可能无法进一步进化。氧气是一种化学性质比较活泼的气体，很容易和别的化学物质形成新的化合物，进而创造出充满营养物质的生态系统。与此同时，通过固氮作用这一过程，氮被转化为铵盐类的化合物，可用于基本的生物过程。

剧烈的大气变化也带来了负面影响，因为氧气的增加是以消耗温室气体为代价的。与我们当前面临的气候危机不同，元古宙时由于二氧化碳和甲烷含量降低，全球气温骤降，加上反照率效应，引发了全球性的大冰期。

雪球地球

在6.35亿年前，地球被冰雪包裹着。这种情况发生过不止一次，并且推动了复杂生命的出现，这听起来是不是有点不可思议？关于雪球地球的证据来自冰川沉积物和“落石”，这些“落石”是冰川从古代大陆的表面刮下来的，它们被带入海洋，沉入海底。这种残留着雪球地球痕迹的岩石几乎遍布全世界，包括当时的热带地区。

雪球地球的成因可能是大气中的温室气体被氧气取代，也可能是地球轨道和太阳能的变化，甚至是火山爆发。罗迪尼亚超大陆出现的位置和断裂可能改变了海洋化学，致使冰盖增厚。不断增长的冰川引发了反照率效应，即冰川的白色表面将太阳光反射回大气层，使地球进一步冷却。全球气温骤降到比现在的南极还低。在寒冷的冰层下，生命仍然存在。

经过数百万年的时间，火山喷发和微生物活动释放出了足够多的二氧化碳和甲烷，气温因此升高，大片海洋冰层融化，形成了一层厚达2 000米的海洋泥浆。这片黑色水域扭转了反照率效应，它不断吸收太阳的热量，直到地球上的冰雪再次融化。生命体必须坚韧地承受着剧烈的气温波动，对这种过山车式变化的适应也可能推动了它们朝着复杂生命进化。当地表解冻后，生命逐渐遍布了整个世界。

元古宙　25亿～5.41亿年前