自前寒武纪以来的时间之旅

寒武纪与现代有很大的不同，但在气候、地理和生命方面也与之前的元古代(25亿至5.41亿年前)有很大的不同。在新元古代(10亿到5.41亿年前)的大部分时间里，全球平均温度(约12°C[54°F])比今天的全球平均温度(约14°C[57°F])略低。然而，寒武纪的全球平均温度更高，平均22°C(72°F)。

就在新元古代开始之前，地球经历了一段大陆缝合时期，将所有主要大陆块组织成巨大的罗迪尼亚超大陆。Rodinia在10亿年前完全形成，在大小上可以与盘古大陆(二叠纪时期形成的超级大陆)相媲美。在寒武纪开始之前，罗迪尼亚分裂成两半，形成了北美以西的太平洋。到了寒武纪的中后期，裂谷运动使劳伦西亚古大陆(由今天的北美洲和格陵兰岛组成)、波罗的海古大陆(由今天的西欧和斯堪的纳维亚组成)和西伯利亚古大陆分道扬镳。此外，一个名为冈瓦纳的超大陆形成了，它由后来的澳大利亚、南极洲、印度、非洲和南美洲组成。
寒武纪开始之前，海平面上升，一些大陆被淹没。这种洪水，加上温暖的寒武纪温度和地球地理的变化，导致侵蚀的速度加快，改变了海洋的化学成分。最显著的结果是海水含氧量的增加，这为生命的兴起和后来的多样化奠定了基础——这一事件被称为“寒武纪大爆发”，构成现代动物生命的许多主要类群的早期代表都出现了。

到寒武纪早期，生物圈的大部分被限制在世界海洋的边缘;在陆地上没有发现生命(可能除了潮湿沉积物中的蓝藻[以前被称为蓝绿藻])，相对较少的公海物种存在，海洋深处也没有生物居住。然而，海底浅层地区的生命已经非常多样化，这个早期的水生生态系统包括了相对较大的食肉动物Anomalocaris、三叶虫、软体动物、海绵和节肢动物。

奥陶纪是板块构造、气候和地球生态系统发生重大变化的时期。在显生宙(始于寒武纪初期)，海底在洋脊处的快速扩张产生了全球最高的海平面。结果，大陆被洪水淹没到前所未有的程度，后来成为北美的大陆有时几乎完全在水下。这些海洋沉积了广泛的沉积物，保存了海洋动物化石遗骸的宝库。科学家估计，当时的二氧化碳水平比今天高几倍，这将创造从赤道到两极的温暖气候;然而，在这一时期的末期，大面积的冰川在南半球的大部分地区出现了一段短暂的时间。

奥陶纪还以海洋动物的强烈多样化(物种数量的增加)而闻名，这一事件被称为“奥陶纪辐射”。这一事件导致了这一时期末几乎所有现代海洋无脊椎动物门(具有相同身体结构的生物群)的进化，以及鱼类的崛起。奥陶纪的海洋充满了各种各样的无脊椎动物，其中主要是腕足动物(灯壳动物)、苔藓动物(苔藓动物)、三叶虫、软体动物、棘皮动物(一组有刺皮的海洋无脊椎动物)和笔石动物(小型、群居的浮游动物)。在陆地上出现了第一批植物，也可能是陆地节肢动物的第一次入侵。地球历史上第二大物种灭绝事件发生在这一时期的末期，大约85%的奥陶纪物种都灭绝了。一些科学家认为，发生在该时期末期的冰河期导致了物种的大量灭绝。

在志留纪，大陆海拔普遍比现在低得多，而全球海平面则要高得多。随着晚奥陶世冰河时代的大量冰川融化，海平面急剧上升。这种上升促使气候条件发生变化，使许多动物群从晚奥陶世的灭绝中恢复过来。几个大陆的大片地区被浅海淹没，丘状珊瑚礁非常普遍。鱼类分布广泛。在志留纪时期，维管植物开始在沿海低地繁衍，而大陆内部基本上没有生命。

志留纪海底的礁丘(生物礁)中有腕足类动物、腹足类动物(软体动物纲，包括今天的蜗牛和蛞蝓)、海百合类动物(棘皮动物纲，包括今天的海百合和羽毛星)和三叶虫。出现了各种各样的agnatha(无颚)鱼，以及有原始颚的鱼。在Laurentia(加拿大北极、育空、宾夕法尼亚、纽约，尤其是苏格兰)、Baltica(尤其是挪威和爱沙尼亚)和西伯利亚(包括邻近的蒙古)发展出不同的地方性种群。

泥盆纪有时也被称为“鱼类时代”，因为泥盆纪海洋中游动着种类繁多、数量众多、有时甚至种类奇特的鱼类。森林和被称为鹦鹉螺的盘绕的带壳海洋生物最早出现在泥盆纪早期。在这一时期的晚期，第一批四条腿的两栖动物出现了，这表明脊椎动物在陆地上的殖民。
在泥盆纪的大部分时间里，北美、格陵兰岛和欧洲被合并成一个单一的北半球大陆，一个被称为Laurussia或euroamerica的小型超大陆，但海洋覆盖了大约85%的泥盆纪地球。有冰帽的证据有限，气候被认为是温暖和公平的。海洋经历了溶解氧水平下降的时期，这可能导致了许多物种的灭绝——约占现存所有动物物种的70%到80%——尤其是海洋动物。这些灭绝之后是物种多样化的时期，因为幸存生物的后代占据了废弃的栖息地。

石炭纪被划分为两个主要的分支——密西西比纪(358.9 - 3.232亿年前)和宾夕法尼亚纪(323.2 - 2.989亿年前)。早石炭纪(密西西比纪)世界的特征是laurus西亚(北半球的一系列小大陆，由今天的北美、西欧通过乌拉尔山脉和巴尔托-斯堪的纳维亚半岛组成)和gondwana(由今天的南美洲、非洲、南极洲、澳大利亚和南半球的印度次大陆组成的巨大大陆)。在此期间，特提斯海将拉鲁西亚的南缘与冈瓦纳完全分开。然而，到了石炭纪晚期(宾夕法尼亚时代)，大部分的Laurussia与冈瓦纳融合，并关闭了特提斯。

石炭纪是海洋无脊椎动物多样化的时代。海百合是一群有柄的棘皮动物(无脊椎动物，特点是有坚硬的刺状覆盖物或皮肤)，它们仍然生活在海底或海底的海洋群落中。这些生物的钙质(含碳酸钙)残骸是重要的成岩材料。与此相关但已灭绝的一种有柄棘皮动物，即囊胚动物，也是石炭纪海洋生态系统的重要组成部分。

尽管陆地昆虫早在泥盆纪就已经存在，但它们在石炭纪开始多样化。到了宾夕法尼亚亚期，蜻蜓和蜉蝣已经长得很大，一些现代蜻蜓的最早祖先(原蜻蜓属)翼展约为70厘米(28英寸)。一些科学家认为，石炭纪时期大气中较高的氧气浓度(约30%，而21世纪初只有21%)可能是促使这些昆虫长得这么大的原因之一。此外，能够折叠翅膀的更高级昆虫的化石，特别是蟑螂，在宾夕法尼亚亚时期的岩石中有很好的代表性。宾夕法尼亚的其他昆虫包括蚱蜢和蟋蟀的祖先，以及第一批陆地上的蝎子。

石炭纪的陆地环境以维管陆地植物为主，从小的灌木生长到高度超过100英尺(30米)的树木。石炭纪也是两栖动物发展和爬行动物出现的高峰期。

二叠纪初期，冰川期广泛，纬向气候带强烈发育。在整个二叠纪时期，气候一直在变暖，到这一时期的末期，炎热和干燥的条件是如此广泛，以至于它们对二叠纪的海洋和陆地生物造成了危机。这种剧烈的气候变化可能部分是由较小的大陆聚集成泛大陆的超大陆引起的。地球上大部分的陆地面积都被并入了盘古大陆，盘古大陆被一个巨大的世界海洋所包围，称为泛海。
在二叠纪时期，陆生植物广泛多样化，昆虫随着植物进入新的栖息地而迅速进化。此外，一些重要的爬行动物谱系在这一时期首次出现，包括那些最终在中生代演变为哺乳动物的谱系。地球历史上最大规模的物种灭绝发生在二叠纪后期。这次大灭绝是如此严重，以至于在二叠纪生物多样性最大的时期，只有10%或更少的物种存活到了这一时期的结束。

三叠纪标志着整个中生代发生的重大变化的开始，特别是在大陆的分布、生命的进化和生物的地理分布方面。在三叠纪初期，几乎世界上所有的主要大陆都被汇集成泛大陆。陆地气候主要是温暖和干燥(尽管季节性季风在大片地区出现)，地壳相对平静。然而，在三叠纪末期，板块构造活动开始，大陆裂谷期开始了。在大陆的边缘，浅海的面积在二叠纪末期缩小，变得更加广阔;随着海平面逐渐上升，大陆架的水域第一次成为大型海洋爬行动物和现代造礁珊瑚的殖民地。

三叠纪发生在地球历史上最大规模的物种灭绝之后。在三叠纪生命的恢复过程中，陆地动物的相对重要性增加了。爬行动物的多样性和数量都有所增加，第一批恐龙出现了，预示着侏罗纪和白垩纪时期的大辐射将成为这一群体的特征。最后，三叠纪末期出现了第一批哺乳动物——由爬行动物演化而来的毛茸茸的小鼩鼱。

另一次大灭绝发生在三叠纪末期。尽管这一事件的破坏性不如二叠纪末期的那次，但它确实导致了一些生物种群的急剧减少，尤其是菊石类，这种原始软体动物被作为重要的指标化石，用于确定三叠纪岩石系统中不同地层的相对年龄。

侏罗纪是全球大陆结构、海洋格局和生物系统发生重大变化的时期。在此期间，超大陆盘古大陆分裂，最终形成了现在的大西洋中部和墨西哥湾。增强的板块构造运动导致了显著的火山活动、造山活动以及岛屿与大陆的连接。浅海覆盖了许多大陆，海洋和边缘海洋沉积物沉积下来，保存了一系列不同的化石。侏罗纪时期沉积的岩层产出了金、煤、石油和其他自然资源。

在早侏罗世，陆地和海洋中的动植物都从地球历史上最大规模的物种灭绝中恢复过来。许多现代世界中重要的脊椎动物和无脊椎生物群都是在侏罗纪时期首次出现的。在海洋中，生命尤其多样化——繁荣的珊瑚礁生态系统，浅水无脊椎动物群落，以及大型游泳捕食者，包括爬行动物和鱿鱼类动物。在陆地上，恐龙和飞行翼龙主宰了生态系统，鸟类首次出现。早期哺乳动物也出现了，尽管它们仍然相当不起眼。昆虫种群多样化，植物以裸子植物或“裸籽”植物为主。

白垩纪是显生宙最长的时期。它跨越了7900万年，比恐龙灭绝以来的时间还要长，恐龙灭绝发生在这一时期的末期。白垩纪这个名字是由白垩在拉丁语中是“粉笔”的意思，1822年由j·b·j·奥马利乌斯·德哈洛伊(J.B.J. Omalius d’halloy)首次提出。白垩是一种柔软、细粒的石灰岩，主要由球石藻的盔甲状板块组成，球石藻是白垩纪晚期活跃的微小漂浮藻类。

白垩纪开始时，地球的陆地基本上分为两个大陆，北部的劳亚大陆和南部的冈瓦纳大陆。它们几乎完全被赤道的特提斯海道隔开，劳亚亚和冈瓦纳的各个部分已经开始分裂。侏罗纪时期，北美洲刚刚开始与欧亚大陆分离，南美洲开始与非洲分离，印度、澳大利亚和南极洲也在与非洲分离。当白垩纪结束时，今天的大部分大陆都被广阔的水域分开了，比如北大西洋和南大西洋。在这一时期结束时，印度在印度洋上漂流，澳大利亚仍然与南极洲相连。

当时的气候通常比现在更温暖、更潮湿，这可能是因为非常活跃的火山活动与海底扩张的异常高速率有关。极地地区没有大陆冰原，取而代之的是森林。恐龙在南极洲漫游，即使有漫长的冬夜。

恐龙是陆地动物的主要群体，尤其是“鸭嘴”恐龙(鸭嘴龙)，如Shantungosaurus和有角的形态，如三角龙。巨大的海洋爬行动物，如鱼龙、沧龙和蛇颈龙在海洋中很常见，飞行爬行动物(翼龙)主宰着天空。开花植物(被子植物)出现在接近白垩纪的开始，并随着时间的推移变得更加丰富。白垩纪晚期是世界海洋生产力非常丰富的时期，西欧、俄罗斯东部、斯堪的纳维亚半岛南部、北美海湾海岸和澳大利亚西部都有厚厚的白垩床沉积，证明了这一点。白垩纪以地球历史上最大规模的物种灭绝之一结束，恐龙、海洋和飞行爬行动物以及许多海洋无脊椎动物都灭绝了。

古近系是新生代三个地层划分中最古老的地层。古近系是希腊语，意思是“古代出生的”，包括古新世(6600万至5600万年前)、始新世(5600万至3390万年前)和渐新世(3390万至2300万年前)。古近纪这个术语是在欧洲提出的，以强调在前三个新生代时期的岩石中发现的海相化石的相似性。相比之下，新近纪包括2300万至260万年前的间隔，包括中新世(2300万至530万年前)和上新世(530万至260万年前)时期。新近纪，意为“新生”，之所以这样命名，是为了强调在这一时期地层中发现的海洋和陆地化石之间的关系比前一时期的化石更密切。

在2008年之前，这两个间歇期被称为第三纪。古近纪和新近纪一起构成了一个地质、气候、海洋和生物发生巨大变化的时期。它们跨越了从一个全球温暖、海平面相对较高、爬行动物占主导地位的世界，到一个极地冰川作用、气候带明显分化、哺乳动物占主导地位的世界的过渡。古近纪和新近纪是哺乳动物、开花植物、昆虫、鸟类、珊瑚、深海生物、海洋浮游生物和软体动物(尤其是蛤和蜗牛)以及许多其他物种急剧进化扩张的阶段。他们看到了地球系统的巨大变化，以及现代世界生态和气候条件的发展。新近纪末期，北半球出现了冰川，灵长类动物出现，后来进化出了现代人类(智人)、黑猩猩(黑猩猩)，以及其他现存的类人猿。

第四纪的特征是几个冰川期(通常的“冰川期”)，当时许多公里厚的冰盖覆盖了温带大陆的广大地区。在这些冰期之间，气候和海平面发生了快速变化，世界各地的环境都发生了改变。这些变化反过来又推动了生命形式的迅速变化，包括动植物。从大约20万年前开始，它们是现代人类崛起的原因。