1樓：廣西師範大學出版社
38億年前，星際物質猛烈碰撞的時代已經結束了，動盪不安的地球變成了一個藍色的星球，表面覆蓋著蔚藍色的大海，海面上遍佈著岩石裸露的島嶼。在陸地表面和海洋的底部，高密度的黑色玄武岩和富含鐵鎂有精細花紋的矽酸巖組成了厚厚的地殼，較輕的花崗岩物質分佈其上，這些物質是由淺色的，富含鉀、鈣、鈉、鋁的矽酸巖組成(這些漂浮在地殼表面的花崗岩「冰山」最終變厚，並形成了地球大陸的核心部分)。天空變明亮了，大氣逐漸變薄，氣候也慢慢涼下來。
但是，陸地和海洋中仍然沒有植物和動物的蹤影。
地球上的生命是什麼時候開始的?是怎樣開始的?無論在什麼時候這都是最讓人感興趣，引起激烈爭論的問題。
40億年前，原始的海洋中是否充滿著有機分子呢?如果是的話，那最早的有機物質又來自何方呢?有人認為，有機物質——生命的基本組成物質——是由星際中的行星或彗星帶到地球上的。
也有人認為，這些物質是在地球原始的海洋中產生的。但是，不管有機物質來自**，生命是在海洋中開始的。
在陸地上已經硬化成為岩石的古老沉積物中，發現了有關生命產生時地球的外貌和最早的有機體的性質的線索。目前，地球上最古老的沉積岩在2023年發現了格陵蘭島的isua山，年齡約37億年。isua山的沉積物質包括一系列由細顆粒組成的岩石和黑色硬化的熔岩，呈奇怪的管狀和枕狀，好像硬化的牙膏從管中擠出來一樣。
這些奇形怪狀的岩石被稱為枕狀玄武岩，它們是在熔融的熔岩噴出海面，並被冰冷的海水不斷冷卻的過程中形成的。在南部非洲巴伯頓綠巖帶的岩石中也發現了古老的玄武岩。另外一些岩石的表面上看上去像已經硬化的卻又正在冒泡的泥漿池。
今天，在地熱活躍的地區，如美國的黃石國家公園，緩慢沸騰的泥漿池隨處可見。在澳大利亞和加拿大北部，也曾發現一些類似的距今32～40億年的玄武岩。但是，最令人吃驚的發現是在南非，地質學家在一種硬化的二氧化矽岩石即燧石中，發現了一種與眾不同的、微小的米粒狀化石。
他們認為，這些化石是曾經生活在熱的泥漿中的一種原始細菌的遺蹟。最近在深海中的一些發現似乎可以證明，嗜熱微生物可能起源於冒著氣泡的泥漿池或者是有火山活動的海底地區。
2023年，地質學家在西雅圖海岸外的胡安?德富卡海脊的深海熱液中發現了一些不同尋常的新的海洋生命。在海平面下2500米以下，巨蚌、居住在管中的蠕蟲(多毛蟲)、蟹和其他一些奇怪的海洋生物擠聚在從海底裂縫中噴發出來的熱水周圍。
而在這些深海熱液的研究中，最令人吃驚的發現是：這裡和其他地方所發現的海洋生物，是以化能合成細菌為生的。化能合成是指有機體利用熱、水和化學物質如硫化氫，來製造有機物的過程。
與此相對，光合作用是指植物利用光能、水和二氧化碳來製造有機物和氧氣。地球上的絕大部分生態系統都是利用光合作用來維持生命迴圈的。深海中以化能合成為基礎的繁榮的食物鏈的發現，使全世界的科學家都震驚了，而且，這一發現也為生命開始於深海底熱液活動地區，而不是海洋表面，提供了可能性。
現在，我們知道，化能合成細菌可以在深海以及其他不利於生命存在的環境中繁殖，比如黃石國家公園著名的熱噴泉和泥漿池及墨西哥灣天然的油氣田。但生命起源於何處我們仍不清楚。是否微小的細菌靠著地球在熱泉、沸騰的泥漿池或深海熱液中產生的熱量繁衍起來，並隨後遷到淺海來利用太陽巨大的能量呢?
到32億年前，地球上的環境仍非常不適於生命的存在。炙熱的岩漿在海底和陸地上漫流，沸騰的熱噴泉隨處可見，大氣中仍含有相對較多的水蒸氣和二氧化碳。但是，簡單的單細胞生命已經開始孕育了。
在澳大利亞菲格特里形成的岩石中，地質學家發現了大棒狀及圓球狀的化石，而這些岩石的年齡為32億年。這些化石類似於現代的光合細菌和藍綠藻，現在稱為藍細菌。類似的化石在岡弗林特燧石礦岩石中也有發現，這一燧石礦是20億年前在安大略省西部蘇必利爾湖沿岸沉積形成的。
地質學家發現，這裡的化石具有奇怪的拱頂狀和柱狀的分層構造，似乎是生物造成的。但許多年過去了，它們的起源仍是一個謎；在澳大利亞鯊魚灣的潮汐淺塘中，發現有類似的短粗柱狀的藍細菌群落存在；最近，在巴哈馬群島的淺水潮溝中發現了更大的這種群落。這些原生的給人深刻印象的柱體被稱為疊層石，高度或者寬可以生長到幾米。
形成疊層石的海藻向上生長，形成了緻密的纖維質的有機質層，這些有機質層週期性地被沉積物覆蓋，有時也會生成像水泥一樣的碳酸鈣覆蓋層。一旦草食性動物發展起來，疊層石只能存在於有潮流、鹽度高、週期性乾旱或其他可抑制水下生物攝食的環境中。但在這樣的水下生物出現之前，疊層石的數量還是很多的。
一些種類的年齡超過了30億年，這進一步證明，淺海中的生命開始出現。
到30億年前，天空明淨起來，地球慢慢變涼，地球表面開始發生細微的變化。雖然火山繼續噴發著，但是在廣闊的淺水區和沸騰的泥窪裡，充滿了細菌和原始藻類。潮汐水塘被一層藍綠色的有生命的粘液覆蓋著，疊層石隨處可見。
在深海的熱液活動區細菌也一樣繁生。石灰石沉積和新的光合作用生物繼續使大氣中的二氧化碳濃度降低，氣候更加涼爽了。
大氣中的二氧化碳可以吸收地球表面的熱輻射。二氧化碳濃度的增高，使吸收的熱量增加了，氣候變暖了，這一現象稱為溫室效應。科學家們認為，地球的早期階段，也進行著類似的過程，只不過是二氧化碳的濃度下降使地球的氣候變冷，而不是變暖而已。
地球上最早的生命形式是微小的單細胞生命。隨後出現了多細胞生命，這是進化中最有爭議性、最神祕的階段。有機體獲得了細胞，而細胞是由一個細胞核和特殊的細胞內結構組成的。
多細胞生命是否是由已存在的單細胞生命簡單地演化來的?或者根據細胞內結構的共生性，是否可以認為多細胞生命是由簡單的單細胞生命和大分子物質結合而成的呢?不管是何種方式，多細胞的海洋生物出現於20～30億年前。
沒有人確切知道這是在什麼時候發生的，是怎樣發生的。來自化石和岩石的證據表明，在多細胞生命的演化過程中，大氣中氧氣的出現是一個關鍵的因素。
在20～30億年前，地球的大氣主要是二氧化碳和水蒸氣，因為這時還沒有辦法產生大量的氧氣。但在某種程度上，早期光合生物製造的氧氣已經開始在大氣中富集；製造出來的氧氣要多於消耗掉的氧氣。古代沉積物的鏽化痕跡，為追溯大氣中氧氣的演化過程提供了線索。
氧氣是一種非常活躍的氣體，當它與鐵結合時，會生成鐵鏽。在氧氣成為大氣的主要部分之前，黑色的富鐵沉積物從陸地上剝離並被搬運到海洋，過了一段時間，這些沉積於海底的物質被埋藏，最終硬化成巖。全世界，年齡在38～23億年的岩石是由黑色的富鐵層與淺色的貧鐵層互動形成的，被稱為條紋鐵岩石。
黑色層表明，鐵進入海洋時並沒有與氧氣發生反應，而淺色層則代表了某種季節性的波動。
大約20億年前，條紋鐵沉積消失了，紅色地層開始形成。這些紅色地層是鐵受到大氣中氧氣的氧化而形成的紅色的岩層，它們表明，大氣中的氧氣濃度已經可以使陸地上沉積物中的鐵發生氧化。在北美西南部和大峽谷的紅色巖牆是由於沉積物暴露於富氧大氣中，使沉積物中的鐵大量氧化而形成的。
大氣已經開始向富氧性轉化。
20億年前，早期的海洋藻類和細菌繁殖著，進行著光合作用，向大氣中釋放的氧氣越來越多。然而，地球表面上的環境條件仍極不利於海洋生命的生長。當大氣中的氧分子電離形成臭氧，地球表面就能免受紫外線的傷害。
早期的地球，大氣中沒有足夠的氧氣，不能形成臭氧來保護地球表面的有機體免受陽光的直接烤晒。另外，有機體利用氧氣與有機物質反應而獲得能量，這個過程稱為氧化作用。但是氧氣在反應中如此活躍，所以細胞必須進化出一種方式來利用這一強大的能源，而不至於在氧化過程中傷到自己。
太陽能對地球上大多數的生命形式而言，仍是一種相對不可利用的能源，生命的生長受到了限制。
大約10億年前，大氣中有了足夠的氧氣，有效的臭氧層開始形成，有機體己經具備了安全有效地利用氧氣的方法。這時水的表層成了適於居住的環境；太陽的能量可以被利用了，海洋的植物開始繁盛起來。地球的氣候和海洋的溫度稍微涼了一些，大的陸地板塊已經形成。
大約7.5億年前，我們故事的背景開始改變。曾經是分離的岩石「冰山」塊兒，通過構造板塊在地球表面的運動，變成了一個橫跨赤道，東西向延伸的龐大的超級大陸。
板塊構造運動很早就開始了，它是造成陸塊運動、洋殼產生與消亡和地球上許多不穩定因素髮生的原因，對地球、海洋和生命的演化方式有著極其重要的影響。古老的岩石和冰川遺蹟表明，超級大陸的許多地方被冰覆蓋著，這時的地球可能處於第一次也是最冷的一次冰期；甚至近赤道的地區也被冰雪覆蓋了。一些科學家認為，這時的地球好像一個巨大的雪球，但對這一觀點仍存在著爭議。
研究者們無法確定產生這樣一次大的冰期的原因，提出的新理論把重點放在了赤道周圍大陸的影響上。但是在大約5.9億年前，地球又變暖了，環境變得有利於生命發生又一次演化。
大約5.5億年前，前寒武紀結束，古生代開始。海洋中的生命不斷繁殖增加著。
非常低等的生命形式進化成更高等的種類豐富的生物，是進化史上的一次重大的飛躍。許多年來，地質學家一直對這一現象迷惑不解，他們在化石記錄中尋找其間缺失的聯絡。到2023年，地質學家r.?
c?sprigg在澳大利亞南部的埃迪卡拉山的古代海灘沙中，發現了一種奇特的軟體動物遺蹟化石。這些化石，數量最多的是一種環形的遺蹟，形狀像現代的水母：
因此這一時期被稱為水母時代，時間恰恰在古生代之前，距今約6億年。在埃迪卡拉岩層中，還儲存著蠕蟲狀動物、奇特的底棲動物和複葉狀生物的痕跡和藏身處。在埃迪卡拉動物群落中，許多生物都很難歸入現代的海洋生物種類之中。
一些科學家認為，它們與海膽(棘皮動物)、蠕蟲和甲殼類(節肢動物)有關。而德國古生物學家：adolf seilaecher提出了新的解釋。
他認為，這些外表奇特的生物與現代種類無關，而是代表著已經滅絕的生命形式，它們脆弱的墊狀軀體易被新生的捕食者攝食。雖然繼這次發現之後，在全球除了南極洲以外的每個大陸上都找到了埃迪卡拉動物群落，但它們似乎並沒有在古生代之前的化石記錄中出現。現在我們還不清楚，埃迪卡拉的海洋生物的滅絕是由於大災難，還是由於不斷變化的環境條件，或者只是被更成功進化的捕食者吃光了。
埃迪卡拉動物群落顯著地說明了在古代海洋研究中取樣所存在的問題。許多年來，地質學家們都是假定，在古生代以前,地球上根本沒有生命存在，這並不是因為有證據表明確實沒有生命，而是因為我們找不到生命存在的證據。在古生代以前，海洋中的生命基本上都是軟體動物，既沒有骨骼，也沒有殼體，要成為化石儲存下來，從地質角度來看，是不可思議的。
大部分的軟體海洋動物死亡後，沉入海底並很快腐爛。如果它們的遺體由於某種原因被軟泥或沙快速埋藏，那麼，它們能儲存下來的機率就大大提高了。如果周圍的沉積物受到富含矽鈣等礦物的水的沖刷作用，可能會形成含有完整軟體動物遺蹟的岩層。
如果一種生物具有殼體或骨骼，將更可能形成化石，這就是為什麼我們對晚些時候的生命更加了解的原因。
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