导图社区 地球历史(未完成版)
从地球诞生开始一直到现在的历史(未完成版),持续更新中。地球的形成是一个漫长而复杂的过程。目前,科学家们普遍认为地球起源于星云。大约在50亿年前,太阳系还是一片星云,太阳星云在自转的过程中,受到引力收缩,密度和温度逐渐升高,最终在星云中心的地方形成了原始的太阳。
编辑于2023-04-29 00:00:12 山西地球诞生(约45.67亿年前)
地球的形成是一个漫长而复杂的过程。目前,科学家们普遍认为地球起源于星云。大约在50亿年前,太阳系还是一片星云,太阳星云在自转的过程中,受到引力收缩,密度和温度逐渐升高,最终在星云中心的地方形成了原始的太阳。太阳形成之后,太阳周围的残余物质在太阳赤道方向上逐渐形成了一个星云盘。这个星云盘中的物质在围绕着太阳旋转的同时相互之间会发生碰撞,逐渐形成了几厘米大小的颗粒,这些颗粒不断聚集形成了行星。地球形成时基本上是各种石质物的混合物,经过长时间的积聚,慢慢形成了地球。
隐生宙(45亿年前~5.43亿年前)
冥古宙(45亿年前~38亿年前)
冥古宙(Hadean)是太古宙之前的一个宙,所以也叫前太古代。开始于地球形成之初,结束于38亿年前,但依据不同的文献可能有不同的定义。冥古宙最初是由普雷斯顿·克罗德(Preston Cloud)于1972年所提出的,原本是用来指已知最早岩石之前的时期。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。在整个冥古宙,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,根据同时期月球撞击坑推算(月球面对地球的那一面的大部分大型盆地如危海、宁静海、晴朗海、肥沃海和风暴海也都是于此一时期撞击形成的),地球遭遇了撞击,形成22000个或者更多的直径大于20公里的撞击坑;形成约40个直径约1000公里的撞击盆地;形成几个直径约5000公里的撞击盆地;约每100年造成严重的环境破坏。 在冥古宙早期,地球上大气冷却和水分凝聚而形成海洋,在冥古宙后期,地球上开始了生命的起源,此生命迹象可从沉积在最古老的沉积岩(大约37-39亿年前)中特殊的碳同位素研究所发现。在Pilbara Supergroup(位于澳洲西北)发现有蓝藻沉积的顶燧石(Apex cherts),据推测此化石应有34亿7000万年的历史,属于地球上最早有生命记录的古老化石。在冥古宙期间大气层里只有含量少许的氧气(因此只有非常少或者甚至没有臭氧层(ozone layer)的保护),所以紫外线辐射密集的击中地球表面。 在前太古代末期可能已经出现了小规模的水圈。更有甚者,S.A. Wilde和S.J. Mojzsis通过研究由岩屑形成的锆石中180同位素的组成,结合其形成原因的分析,认为早在43-44亿年前地球上就已经形成了陆地地壳和海洋。这些地球上早期的水可能来自45-38亿年间彗星和小行星撞击地球。水圈的存在,为生命的早期演化提供了条件,因此在冥古宙结束之前,生命演化很可能就已经开始了。
前太古代指太古代之前的地质时代。时间从地球形成(约45-46亿年前)至太古代之初(38亿年前)。这段时间是缺乏现实资料可考的时代,人类对其研究极少。一般认为此时生命物质尚未形成。
CrypticEra(直译是神秘时代)隐生代(黑暗时期)4567.17 ±0.7百万年前
冥古代的第一个阶段,存在于距今大约456717万年前(由于同位素测试的精度,这个值有正负70万年的误差)。关于这个时代人类如今几乎一无所知,它的地质证据,如果曾经存在的话,也已经在整个冥古代持续不断的天体轰炸中被摧毁了。地球是在这个阶段成型的,地球的内部开始塌陷(就是密度较大的物质向球心集合,如果地球足够大就会通过这个过程变成一颗恒星)而熔液表面则开始凝固。这一形成过程约长5000万到一亿年。目前已知的地球上最古老的物质产生于这个年代(距今44亿年)。
BasinGroups(直译是盆地群代)原生代4150~4567.17百万年前
冥古代的第二个阶段,这个阶段持续到距今40亿年前。这个阶段可能因为地球表面的大量盆地得名。目前已知地球上最古老的岩石就形成于这个阶段(39亿6000万年前,发现于加拿大西北部/36亿5000万到37亿年前,发现于格陵兰岛西部)。
Nectarian(酒神代)3975~4000百万年前
冥古代的第三个阶段,这个阶段只有短短的2500万年,在这一阶段发生了席卷太阳系内圈的天文轰炸,大量的天体撞击地球,所以在这个阶段,地球上应该还在不断地产生新的盆地。
雨海代(3900万年~3800万年前)
冥古宙第四阶段。从大约39亿年前到38亿年前,当时地球已经出现了最早的生物(原核细菌)。地球上早期水源可能来自雨海代时彗星小行星撞击地球而形成,最早的生命的演化很可能就在这个时代就开始了。
太古宙(38亿年前~25亿年前)
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河时期——休伦冰河时期。太古宙时期有细菌和低等蓝菌存在。太古宙是古老的地史时期。从生物界看,这是原始生命出现及生物演化的初级阶段,当时只有数量不多的原核生物,如细菌和低等蓝藻,他们只留下了极少的化石记录。从非生物界看,太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期;也是一个硅铝质地壳形成并不断增长的时期,又是一个重要的成矿时期 在太古宙,大气和如今的大气成分并不相同,大气中充满了以甲烷,氨气之类的还原性气体,而不是现今除了氮气以外最主要的就是氧气,对于大部分古菌来说,无氧的环境才是适宜的生存环境,所以在如今的地球这些古菌只能在海底火山,热液喷口附近这些缺氧又富含硫化物的地方存活。 太古宙的海洋里充满了各式各样的古菌,争夺着海洋里可用于提供能量的化合物和热源,用现在的话来说就是内卷严重。在各类古菌疯狂内卷抢夺资源的时候,另辟蹊径者出现了,蓝细菌另辟蹊径地利用起了太阳能和氧化物来为自己的繁衍供能,开启了生物最早的光合作用的大门。不过蓝细菌的行为也释放了潘多拉魔盒里的魔鬼-氧气,对于大部分古菌而言氧气都是致命的,刚开始大气中的大量还原气体和海洋中的二价铁离子还能处理掉蓝细菌制造的那点氧气,但是不走寻常路的蓝细菌避开了传统内卷的能量获得方式,太阳能又充足到几乎无限,蓝细菌自然而然就暴增了,然后氧气的产生更多了,当还原性气体被消耗殆尽的时候大气中就开始充氧了,这就是大氧化事件,太古宙也至此终结。对于各种靠无氧活动的古菌来说氧是致命的,古菌大受打击,对现今生命来说,氧气也是生命之源,不过对于制造这一切的蓝细菌来说这事儿属于杀敌1000自损八百,大气中的甲烷等温室气体被消耗一空,后果是地球急剧冷却,地球迎来了一场长达3亿年的冰封——休伦大冰期。
标注太古宙(太古宇)(英语:Archean 简写:AR),太古宙起始于内太阳系后期重轰炸期的结束(对月岩的同位素定年确定为38.4亿年前),地球岩石开始稳定存在并可以保留着。
始太古代
太古宙始太古代-古太古代界线以瓦拉伍纳群的出现为标志
瓦拉伍纳群(Warrawoona Gr.)的时代属古太古代,主要分布于澳大利亚西部皮尔巴拉地块东部。为中深变质岩系,自下向上分为:①塔尔加亚群,为厚5000~8000米的枕状玄武岩、超铁镁质拉斑玄武岩和科马提质玄武岩、燧石岩套;②达夫尔组,为5000~6000米厚的英安质集块岩和凝灰岩、熔岩;③萨尔加什亚群,为5000~9000米厚的枕状玄武岩、燧石层以及超镁铁质岩;④威曼组,为厚约1千米的斑状流纹岩,相当岩系在西部称特希马斯群,两者间有一稳定的燧石层作为对比标志。达夫尔组英安岩中锆石测得U Pb年龄为34.5亿年。
古太古代(36~32亿年前)
古太古代是太古宙的第二个代,前一个是始太古代、后一个是中太古代,时间介于36~32亿年前。此时出现第一批蓝绿藻,也是最古老的化石年代。距今约36亿~32亿年前。
中太古代(32~28亿年前)
中太古代,指距今32亿~28亿年之间的地质时期,在这期间形成的地层称中太古界(Mesoarchean Erathem)。
新太古代(28~25亿年前)
新太古代,时间:从距今约2800百万年——2500百万年前。在新太古代时期,占据地球上的全部生态系统的原核生物向着更高级、更适应生存、现代生物等方面发展,在这占据了地球近三亿年时间的,地球上可能经历了最早的对地球生物产生影响的一次大冰期—休伦冰河时期。
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心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。
元古宙(25~5.7亿年前)
元古宙与太古宙相比,岩石变质程度较浅,并有一部分未经变质的沉积岩。主要有板岩、大理岩、白云岩、石灰岩、页岩、砂岩和千枚岩等。中国的元古宙地层类型复杂,各地发育程度相差较大。华北地台的中、新元古代地层属稳定类型的盖层沉积,其余为活动类型沉积。新元古代地层上部的红色碎屑堆积,广泛分布于中国南方。 元古宙时藻类和细菌开始繁盛,是由原核生物向真核生物演化、从单细胞原生动物到多细胞后生动物演化的重要阶段。叠层石始见于太古宙,而古元古代时出现第一个发展高潮。在中国北部的串岭沟组中发现属于16~17亿年前的丘阿尔藻的化石,这是已发现的最老的真核细胞生物。元古宙晚期,无脊椎动物偶有发现。
始元古代(25~18亿年前)
成铁纪(25~23亿年前)
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,故名。(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。
层侵纪(23~20.5亿年前)
已出现菌类和蓝绿藻类,到层侵纪得到进一步发展。在岩层中广 布蓝绿藻类的群体,经生物作用和沉积作用形成综合体。这种综合体常保存 在石灰岩和白云岩中。从横剖面上看呈同心圆状、椭圆状等。从纵剖面上看 呈向上凸起的弧形或锥形叠层状,就象扣放着的一摞碗,称做叠层石。 叠层石的基本构造单位叫基本层,一般为弧形或锥形,向上凸起。基本层组成集合体,最常见的形状为柱状、锥状、棒锤状,有的呈墙状。集合体有各种不同的分叉现象。集合体组成大群体,在地层中多呈透镜状、似层状等礁体现象。叠层石主要分布于滨海的潮间带和潮 上带,有的能分布于潮下 100m 深处。近年根据叠层石的形态、分叉形式、 体壁构造、纹饰及内部构造,划分为许多类、群、型,对于地层的划分和对 比有一定意义。
从缺氧气圈到贫氧气圈 由于藻类植物日益繁盛,它们营光合作用不断吸收大气中的 CO2,放出O2,使气圈和水体从缺氧发展到含有较多氧的状态。
造山纪(20.5~18亿年前)
20亿年前,一颗直径为10公里的小行星的撞击使得南非的弗里德堡(vredefort)盆地这个超级陨石坑出现在世人的面前。 位于南非的弗里德堡盆地(陨石坑)的直径足有300公里,这个令人难以置信的超级陨石坑不仅是世界上最大的陨石坑,也是最古老的一个陨石坑。 18亿5000万年前,两颗小行星碰撞,产生了加拿大安大略的萨得伯里(Sudbury)盆地,它具有撞击坑的构造特征,盆地边缘的岩石中有冲击锥(shock cones)和小玻球。如今在萨得伯里盆地内发现的碳聚球(fullerenes,即C60和C70)中包裹有氦,其同位素比值3He/4He显著大于太阳风的比值,而且比地幔的最高值大一个数量级,不可能由宇宙线轰击造成或来自地内;这个比值很接近某些陨石的数据;结论是萨得伯里盆地碳聚球中的氦来自地外天体(Becker Poreda and Bada,1996)。这是撞击事件的有力证据。
在造山纪的下半页,大陆上发生了大规模的造山运动。在造山纪期间发生了地球历史上已知的两次最大规模的小行星碰撞。距今20亿3000万年的一次产生了南非弗里德堡陨石坑(Vredefort),另一次,也就是18亿5000万年前的一次产生了加拿大安大略的索德柏立盆地(Sudbury Basin)。
古元古代(18~12亿年前)
固结纪(18~16亿年前)
由Rogers和Santosh等(2002)提出的哥伦比亚超大陆,是约从1.9~1.5Ga由Nena,Ur和Atlantic等3个大陆块体群,通过逐步汇聚而形成的一个超级大陆。它是前罗迪尼亚古-中元古时期的超大陆。
诞生复杂单细胞生物。哥伦比亚超大陆形成。
盖层纪(16~14亿年前)
盖层纪期间蓝藻、褐藻经过了近十亿年的进化,终于,出现大型的宏观藻类。
延展纪(14~12亿年前)
至今被发现的最早的多细胞生物是12亿年前中元古代延展纪时期的一种红藻(Bangiomorpha pubescens)的化石。多细胞生物必须解决从一个生殖细胞来产生整个生物的问题,来完成繁殖的任务。发育生物学是研究这个过程的学科。一般认为在延展纪出现的单细胞生物有性生殖是多细胞生物出现的前提条件。多细胞生物中的细胞假如丧失其规则发展的控制,其生长的功能会导致癌症。
延展纪,因为大陆架盖层的延展而得名,地台盖层继续扩张,除了地质活动外,这期间还出现了最早的复杂多细胞机体。大陆架盖层的延展,地台盖层继续扩张。地壳继续发生强烈变化,某些部分比较稳定已有大量含碳的岩石出现。出现了最早的复杂多细胞机体红藻。蓝藻、褐藻发育,有大型宏观藻类。
中元古代(12~6.3亿年前)
狭带纪(12~10亿年前)
此期间形成的变质岩带,罗迪尼亚超大陆成型,北美洲位於罗迪尼亚中心,北美东岸紧连南美西岸,北美西岸连接澳洲大陆与南极洲。
拉伸纪(10~8.5亿年前)
拉伸纪期间首次出现大型具刺疑源类,各陆块普遍会聚或碰撞,扬子板块形成统一结晶基底。
成冰纪(8.5~6.3亿年前)
罗迪尼亚超大陆大约在七亿五千万年前分裂成两半,打开了古大洋;北美洲往南向冰雪覆盖的南极旋转。成冰纪期间出现全球雪球事件,为生物低潮。海绵动物出现。海绵一直都被认为是最早动物的现代后裔。
成冰纪期间出现雪球地球事件,为生物低潮。整个成冰纪,地球处于冰河时期,被称为“成冰纪冰河时期”。(“雪球地球”即全球冰冻现象,是20世纪90年代初美国科学家约瑟夫·科什文克提出的概念,它在地球历史中至少出现过3次。雪球地球是地质史上的一个名词。指的是地球表面从两极到赤道全部被结成冰,地球被冰雪覆盖,变成一个大雪球。) 大约7.5亿年前,罗迪尼亚大陆分裂成原劳亚大陆、刚果克拉通、原冈瓦那大陆(冈瓦那大陆除去刚果地盾与南极洲)。原劳亚大陆进一步分裂,朝南极移动。原盘古大陆逆时针反转。在6亿年前,刚果克拉通位于原劳亚大陆各大陆与原冈瓦那大陆之间,三者聚合成潘诺西亚大陆。潘诺西亚大陆的大部分位于极区之内,而证据显示这个时代有大面积的冰河覆盖者,远大于地质时代的任何时期。
新元古代(6.3~5.42亿年前)
埃迪卡拉纪(新元古代唯一的一纪)(又称震旦纪、文德纪)
埃迪卡拉纪的名称来源:埃迪卡拉的名字来自南澳大利亚得里亚的埃迪卡拉山。1946年,Reg Sprigg曾在这里发现显生宙以前的化石。研究这些化石的Martin Glaessner认为这是珊瑚和海虫的先驱。以下几十年,南澳大利亚还找到很多的隐生宙化石,其他各大洲也找到一些。这些化石一起叫做埃迪卡拉动物。 埃迪卡拉动物化石出土越多,反而越没有规律。有几种化石比较象后来动物的先驱。埃迪卡拉后期,有一些虫子爬行的痕迹,也找到一些小的硬壳动物。可是大部分的埃迪卡拉动物是一些不能动的球,盘,叶状体,和以后的动物没有什么关系。学者之间,这些化石到底是什么也有很多争论。由这些,可以证明,在埃迪卡拉纪时期,已经出现了多细胞生物了。 震旦纪为地质年代名称,是在中国命名并向国际推荐的一个地质年代单位“震旦”为中国之古称,作为地层专名,始于德国F.von李希霍芬。1922年A.W.葛利普根据对中国地层的研究重新厘订震旦系的涵义,正式提出震旦系是系一级的地层单位。1924年李四光、赵亚曾在长江三峡地区建立完整的震旦系剖面;后来高振西等在蓟县建立了华北地区的震旦系标准剖面。 在这一时期形成的地层称震旦系。由于古印度人称中国为Cinisthana,在佛经中被译为震旦,故名震旦纪。震旦纪分为早震旦世和晚震旦世,相应的地层为下震旦统和上震旦统,分界线为7亿年前。 震旦纪地表出现几个大型的、相对稳定的大陆板块。震旦纪是地球上原始生物演化的初期,生物突然繁荣,其门类与数量之多都达到空前的程度。震荡纪后期出现较多无硬壳后生动物。后生动物指相对于原生动物的各种多细胞动物。末期出现少量小型有壳体动物。其中有腔肠动物、蠕形动物、海绵动物、环节动物及可能属于节肢动物的一些化石类群等。代表有环轮水母、拟水母、海鳃目的恰尼虫属、皱节虫、古线虫等。植物方面表现为高级藻类,如红藻、褐藻类等进一步繁盛,宏观藻类也得到飞速的发展。有文德带藻、基拉素带藻、巨囊藻、捷菲鲍里藻、刺球藻、微刺藻、红藻门的丛状藻类等。
这个时期的开始与其他地质时代不同,不按照化石变化。在这个时期的出现的软体生物很少留下化石。埃迪卡拉纪是从一个有不同化学成份的岩石层开始。这个岩石层¹³C非常少,说明当时全球性的冰河时期结束。
显生宙(5.42亿年前至今)
古生代(5.42~2.5亿年前)
寒武纪(5.42-4.883亿年前)
形成于前寒武世末期超大陆潘诺西亚,在古生代的时候开始四分五裂,一个新的海洋--巨神海在劳伦西亚、波罗地和西伯利亚这几个古大陆之间扩张。超大陆冈瓦那则在泛非褶皱带上组合而成当时最大的大陆,范围从赤道延伸到南极。(潘诺西亚大陆的形状类似V字形,开口往东北。开口内侧为泛大洋,海底有中洋脊,是今日太平洋的前身。潘诺西亚大陆的外侧环绕者泛非洋。潘诺西亚大陆的存在时间很短。组合潘诺西亚的各大陆,是以错动方式聚合。在5.4亿年前,或潘诺西亚大陆形成的6000万年后,潘诺西亚大陆分裂成四个大陆:劳伦大陆、波罗地大陆、西伯利亚大陆、冈瓦那大陆。泛大洋随着潘诺西亚大陆的分裂而扩张。这四个大陆在2.5亿年前再度聚合,形成盘古大陆。) 寒武纪动物群以具有坚硬外壳的、门类众多的海生无脊椎动物大量出现为其特点。包括节肢动物、棘皮动物、软体动物、腕足动物、笔石动物等。节肢动物门中的三叶虫纲最为重要,寒武纪被称为“三叶虫的时代”。代表有贺尔姆虫、奇异虫和油栉虫、莱德利基虫、库庭虫和褶盾虫。其次为腕足动物,有无铰、几丁质外壳的腕足类小舌形贝、小园货贝等。此外,古杯类、古介形类、软舌螺类、牙形刺、鹦鹉螺类等也相当重要。高等的脊索动物有耳材村海口鱼、华夏鳗、云南鱼、海口鱼、皮开虫、鸭鳞鱼等。植物群以藻类为主。
绝大多数无脊椎动物们在几百万年的很短时间内出现了,被称作“寒武纪生命大爆发”。寒武纪是现代生物的开始阶段,是地球上现代生命开始出现、发展的时期。
奥陶纪
志留纪
泥盆纪
石炭纪
二叠纪
中生代(2.5亿年前~6500万年前)
三叠纪
侏罗纪
白垩纪
新生代(6500万年前~至今)
第三纪
古新世
始新世
断新世
中新世
上新世
第四纪
更新世
全新世