地球地質(zhì)時代和生命的演化
地質(zhì)時代單位是從年代地層單位（它們都代表地層的實體）概括抽象出來的時間概念，所以年代地層單位都有一個層型，作為比較研究的根據(jù)。組成地殼的全部地層（從最老到最新）所代表的時代稱地質(zhì)時代，不同級別的年代地層單位所代表的時代，稱地質(zhì)時代單位。形成一個宇的地層所占的時間稱為宙；形成一個界的地層所占的時間稱為代；形成一個系的地層所占的時間稱為紀(jì)；形成一個統(tǒng)的地層所占的時間稱為世；形成一個階的地層所占的時間稱為期。
也就是說，地質(zhì)年代最大的單位稱為“宙”，往下依次分為代、紀(jì)、世。它們對應(yīng)的地層或地質(zhì)紀(jì)錄則稱為宇、界、系、統(tǒng)。比如一種在中國遼西發(fā)現(xiàn)的長翅膀的恐龍，生活在“顯生宙－中生代－白堊紀(jì)－早白堊世”，它所在地層屬于“顯生宇－中生界－白堊系－下白堊統(tǒng)”——描述時間的時候，用“早、中、晚”；而描述空間（地層順序）的時候，就用“下、中、上”。時間再往下還可細(xì)分到期、時，對應(yīng)地層稱為階、時帶。
一、太古宙
太古宙大約經(jīng)歷了十多億年（３８—２５億年）的時間，已經(jīng)形成了薄而活動的原始地殼，出現(xiàn)了水圈和氣圈，蘊(yùn)育和誕生了低級的生命。
目前已知最古老的生物化石是在南非發(fā)現(xiàn)的３２億年前的超微化石——古桿菌和巴貝通球藻。在南非還發(fā)現(xiàn)了年齡值３１億年的原核細(xì)胞藍(lán)綠藻類，說明至少在３１億年前藍(lán)綠藻類已經(jīng)開始繁殖。地球上從無生命到有生命，這不僅是地球本身發(fā)展史中的重要事件，而且也是宇宙星體發(fā)展史中已知的唯一事件。
二、元古宙
太古宙從無生命到有生命，是生物演化史上的一次飛躍，而元古宙則是從原核生物到真核生物，從單細(xì)胞到多細(xì)胞，標(biāo)志著在地球發(fā)展史和生命演化過程中進(jìn)入一個新階段。
地球上的植物，最初以原始形態(tài)出現(xiàn)于海水中，到元古宙海水中藻類空前繁盛。陸地上在一段漫長時期內(nèi)，幾乎沒有植物。早古生代的地殼運(yùn)動（加里東運(yùn)動）使海域縮小，陸地擴(kuò)大，出現(xiàn)了大面積的低濕平原、洼地或湖泊，為植物“征服”大陸提供了外界條件，促進(jìn)那些本身具備了發(fā)展條件的植物，從水生轉(zhuǎn)為陸生，并逐漸向高等植物演化。由于植物繁茂，大氣和水體中的氧也更豐富。
元古宙同位素年齡從２５—６或（５.７）億年，共經(jīng)歷１９億年。元古宙劃分為３個代。２５—１８億年為古元古代，１８—１０億年為中元古代，１０—６或（５.７）億年為新元古代。其中新元古代的后半段，即８—６或（５.７）億年單劃分稱震旦紀(jì)。
震旦紀(jì)距今８—６（５.７）億年，屬于新元古代的晚期。晚震旦紀(jì)時，門類多樣的后生動物大量出現(xiàn)，反映生物界的一次飛躍。古生代因地史上出現(xiàn)大批較高級生物而得名。它又可以分為早古生代和晚古生代。早古生代距今６（５.７）—４.０９億年，它劃分為三個紀(jì)，即寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)和志留紀(jì)。寒武紀(jì)是古生代的第一個紀(jì)，約開始于５.７億年。志留紀(jì)約開始于４.３９億年前，結(jié)束于４.０９億年前。
早古生代和它以前的時代相比，在古地理、古生物、沉積環(huán)境、地殼運(yùn)動等方面，都有很大差異。在大陸殼地區(qū)，早古生代海洋占絕對優(yōu)勢，陸地不多，因此下古生界幾乎都是海相沉積，少有陸相沉積。海水中無脊椎動物種類繁多，空前繁盛，陸生植物很少。這些特征標(biāo)志著地質(zhì)歷史發(fā)展進(jìn)入一個新的階段。
從奧陶紀(jì)開始，主要是志留紀(jì)，出現(xiàn)了淡水原始的魚類無頜類，屬于脊椎動物，說明一個新的時代即將來臨。在植物界方面，寒武、奧陶紀(jì)都是以海生藻類為主，到了志留紀(jì)，已出現(xiàn)半陸生的裸蕨植物，也意味著即將進(jìn)入一個新的時代。
晚古生代距今４.０９—２.５億年，它劃分為三個紀(jì)，即泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)。泥盆紀(jì)距今４.０９—３.６２億年，石炭紀(jì)距今３.６２—２.９０億年，二疊紀(jì)距今２.９０—２.５０億年。晚古生代，陸生生物開始大量發(fā)生和繁盛。植物界從水生發(fā)展到陸生，蕨類植物達(dá)到極盛，晚古生代晚期出現(xiàn)了裸子植物。動物界從無脊椎動物發(fā)展到脊椎動物，魚類和無頜類廣布于泥盆紀(jì)，兩棲類全盛于石炭紀(jì)和二疊紀(jì)。晚古生代發(fā)生了兩次生物集群絕滅，一是在晚泥紀(jì)世生物量的突然變化和生態(tài)系的更替；一是在二疊紀(jì)末許多無脊椎動物如三葉蟲、蜓、四射珊瑚和床板珊瑚（珊瑚中的兩大類）。大部分腕足動物的絕滅，成為劃分古生代和中生代的標(biāo)志。
志留紀(jì)已開始發(fā)現(xiàn)原始的裸蕨植物，但此是陸生植物的先驅(qū)。到泥盆紀(jì)才有相當(dāng)繁盛以裸蕨為代表的陸生植物群。所以，泥盆紀(jì)又稱裸蕨時代。這是植物界的第一次大發(fā)展。石炭二疊紀(jì)又稱蕨類時代。這些植物組成的巨大森林由于地殼的下降運(yùn)動和流水沖刷常常被泥沙所埋藏，而新的森林又在埋藏層上繼續(xù)成長，這樣周而復(fù)始，形成了許多煤層，所以石炭二疊紀(jì)是地史上最重要的成煤時代之一。到了晚二疊紀(jì)，因為地殼運(yùn)動十分強(qiáng)烈，環(huán)境變化很大，能適應(yīng)多種環(huán)境的以松柏類和蘇鐵類為代表的裸子植物便相繼大量出現(xiàn)了。
三、動物界的兩次大飛躍
從無脊椎到有脊椎，從水中到陸上早古生代是海生無脊椎動物空前繁盛的時代。
到泥盆紀(jì)，三葉蟲類逐漸減少，繁盛于奧陶紀(jì)和志留紀(jì)的筆石類延續(xù)至早泥盆紀(jì)后期已全部絕滅。但珊瑚類、腕足類、雙殼類、腹足類等科屬數(shù)量達(dá)到極盛。屬于軟體動物的頭足類菊石（綱）動物在海中開始繁盛，具有小型錐殼的竹節(jié)石也大量漂浮洋面。許多海洋熱帶底棲動物如層孔蟲、苔蘚蟲、四射珊瑚、床板珊瑚在上古生界地層中常常形成礁體。珊瑚類、腕足類等有許多屬種都是上古生界的標(biāo)準(zhǔn)化石。泥盆紀(jì)又稱魚類時代。我國泥盆紀(jì)魚類超過５２個屬，多數(shù)在江南發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時的魚類多身披骨甲，沒有上下頜骨，稱胴甲魚類或無頜類（通稱甲胄魚）；也沒有骨質(zhì)的中軸骨骼或脊椎，中軸還是很原始的。但這種動物一經(jīng)出現(xiàn)，這就為向高等脊椎動物發(fā)展提供了基礎(chǔ)。從無脊椎動物發(fā)展到脊椎動物，這是動物界發(fā)展歷史的一次大飛躍。
到了石炭紀(jì)，有一種叫總鰭魚的魚，逐漸演化成兩棲類。因在晚古生代后期，地殼運(yùn)動強(qiáng)烈，環(huán)境多變，許多地方海退，出現(xiàn)湖泊沼澤。這種總鰭魚具有堅硬的鰭，內(nèi)有和陸上四足動物相似的骨骼，同時，它們平時在水里呼吸，而遇到干旱水涸季節(jié)，還可以在空氣中呼吸，甚至可以勉強(qiáng)用鰭代替四肢在陸上移動。再進(jìn)一步演化，終于形成兩棲類，最常見的為迷齒類，又稱堅頭類，廣泛生活于成煤沼澤環(huán)境，所以石炭二疊紀(jì)又稱為兩棲類時代。從水到陸這是動物界發(fā)展史上的又一次飛躍。
到了中晚石炭世，隨著陸地面積增大和地勢分異加劇，許多地方進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為廣闊的內(nèi)陸河湖盆地。氣候由潮濕向干燥變化。兩棲類為適應(yīng)離水較遠(yuǎn)的生活條件，其中一支進(jìn)化到原始的爬行動物。兩棲動物產(chǎn)卵和繁殖后代，不能脫離水體；而爬行動物則完全可以在陸上產(chǎn)卵和繁殖后代，真正地“征服”了大陸。
四、中生代
中生代距今２.５０—０.６５億年。中生代劃分為三個紀(jì)，即三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)。三疊紀(jì)距今２.５０—２.０８億年，侏羅紀(jì)距今２.０８—１.３５億年，白堊紀(jì)距今１.３５—０.６５億年。
五、新生代
新生代是地球歷史最近６５００萬年的地質(zhì)時代，其已經(jīng)歷的時間僅相當(dāng)古生代的一個紀(jì)。新生代是逐漸演化成現(xiàn)代海陸分布和地表形態(tài)的時代。生物界也逐漸演化成今天的面貌，稱為被子植物時代和哺乳動物時代。
到第四紀(jì)出現(xiàn)了人類，成為地球發(fā)展歷史中的一件大事。
從中生代爬行動物時代過渡到早第三紀(jì)哺乳動物時代，是地球生命發(fā)展史上的重要事件，也是生物界的又一次巨大的飛躍。
六、人類的出現(xiàn)
人類的出現(xiàn)是第四紀(jì)的重大事件，也是第四紀(jì)生物發(fā)展史上的一次重大飛躍。人會勞動和制造工具，從這個意義上看，人類已脫離了動物范疇，因此第四紀(jì)實際上是人類時代。
人類由猿類分化出來，并逐步發(fā)展為現(xiàn)代人，是通過勞動和若干次飛躍而實現(xiàn)的。真正的勞動是從制造工具開始的。人類的發(fā)展可以分為古猿、直立人（猿人）、早期智人（古人）和晚期智人（新人）四個階段。
（一）古猿階段
人是從古猿中的一支演化而來的。在中新世和上新世地層中曾發(fā)現(xiàn)過若干種古猿化石。國際上普遍認(rèn)為人類分化是從臘瑪古猿（Ｒａｍａｐｉｔｈｅｃｕｓ）開始的，其時間大約為距今１４００萬—８００萬年。臘瑪古猿是從猿到人的一個過渡類型，是人類最早的祖先。從１９３２年以來，曾先后在印度、希臘、土耳其、匈牙利、巴基斯坦、肯尼亞等發(fā)現(xiàn)臘瑪古猿化石。１９８０年１２月１日，在中國云南祿豐縣石灰壩上新世地層中發(fā)現(xiàn)臘瑪古猿頭骨化石，對研究人類起源和進(jìn)化具有重要意義。臘瑪古猿已從四肢著地到可以直立行走，這是從猿到人邁出的具有決定意義的一步；同時這種古猿能夠本能地使用天然工具（木棒、石塊），但還不能制造工具，因此，許多學(xué)者認(rèn)為它只是古猿中的一個進(jìn)步類型，是人猿分化點上的重要一支。
（二）直立人（猿人）階段
直立人是人類的直接祖先，大約生存于距今約２００萬年到三、四十萬年前。直立人頭骨低平，眉脊骨突出，牙齒較大，具有猿和人的中間性質(zhì)。他們已經(jīng)能制造石器，是最早能制造工具的人。直立人過去稱為猿人，目前認(rèn)為猿人應(yīng)該歸于人屬的直立人，故把猿人階段改稱直立人（Ｈｏｍｏｅｒｅｃｔｕｓ）階段。直立人階段可分為早期直立人和晚期直立人。早期直立人以在非洲坦桑尼亞奧杜威峽谷發(fā)現(xiàn)的早更新世能人（Ｈｏｍｏｈａｂｉｌｉｓ）為代表，化石地點有舊石器，地層年代距今為１７５萬年。晚期直立人以爪哇直立人和北京直立人為代表，他們都生活于中更新世早期。爪哇直立人是１８９１年發(fā)現(xiàn)的，過去稱為爪哇猿人。北京直立人（ＨｏｍｏｅｒｅｃｔｕｓＰｅｋｉｎｇｅｎｓｉｓ）化石是１９２９年１２月在北京周口店龍骨山首先發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時被命名為北京中國猿人（Ｓｉｎａｎｔｈｒｏｐｕｓ Ｐｅｋｉｎｇｅｎｓｉｓ）。北京直立人生活時代距今約２４—５０萬年（黃培華曾測定年齡為５７.８萬年，１９８９）。到目前為止，已發(fā)掘出４０個左右的男女個體和約１０萬件石器，并首先發(fā)現(xiàn)世界上人類用火的遺跡。此外，還發(fā)現(xiàn)了１００多種動物化石。他們遺留的化石之豐富，在周口店居住時間之長，都堪稱世界第一。１９６４年在陜西藍(lán)田公王嶺又發(fā)現(xiàn)了一個直立人頭蓋骨，稱藍(lán)田人，時代稍早，距今約６０—１００萬年。１９６５年在云南元謀還發(fā)現(xiàn)了兩顆直立人牙齒化石，稱元謀人，時代更早，經(jīng)古地磁測定，其年齡為１７０萬年。１９８０年在安徽和縣龍?zhí)抖窗l(fā)現(xiàn)了完好的直立人頭骨化石，稱為和縣人，同時發(fā)現(xiàn)３０多種哺乳動物等化石。１９８２年在山東沂源縣騎子鞍山發(fā)現(xiàn)直立人化石和大量哺乳動物化石。在陜西大荔縣段家鄉(xiāng)還發(fā)現(xiàn)大荔人，已經(jīng)接近早期智人，距今約２０萬年。特別引起國內(nèi)外重視的是１９９３至１９９４年在南京江寧縣湯山鎮(zhèn)雷公山葫蘆洞先后發(fā)現(xiàn)兩具直立人頭骨和１枚牙齒（右上第三臼齒）化石，及大量北方動物群（與周口店動物群相同或類似）化石，時代為中更新世晚期，距今３０萬年。這一發(fā)現(xiàn)為研究當(dāng)時古氣候、環(huán)境、動物群的遷徙、古人類演化及長江發(fā)展史提供了重要資料。這一階段的文化屬于早期舊石器文化。在歐洲與此相當(dāng)?shù)挠邪⒉季S利文化、阿舍利文化、克拉克當(dāng)文化等。
（三）早期智人（古人）階段
早期智人（古人）又稱尼安德特人（在德國發(fā)現(xiàn)）階段，距今約１０萬年到５萬年前，屬中更新世晚期和晚更新世早期。文化階段相當(dāng)于舊石器中期。早期智人已能用獸皮蔽體，人工取火御寒，廣泛采用修理石核技術(shù)來制造石器，后期可能已具備了組成原始社會的條件。我國已發(fā)現(xiàn)的化石有廣東曲江縣的馬壩人（距今１２萬年），湖北西部的長陽人（距今１９.６萬年），山西襄汾的丁村人（距今１０萬年）等。歐洲的莫斯特文化，西亞的勒瓦婁哇文化與此階段文化相當(dāng)。
（四）晚期智人（新人）階段
晚期智人（新人）又稱克魯馬奴人階段，大約生活于距今２.８—１萬年，相當(dāng)于晚更新世后期。文化期相當(dāng)于舊石器時代晚期。晚期智人在同自然界斗爭的過程中，勞動經(jīng)驗和技能都有了更大的進(jìn)步，已經(jīng)用火煮食物，用骨針、獸皮縫制衣服，并開始捕魚。此外，還能從事藝術(shù)活動，制造裝飾品。１９３３年在周口店發(fā)現(xiàn)山頂洞人，同時還發(fā)現(xiàn)不少鉆孔的石珠、蚌殼、獸齒等裝飾品，以及縫制衣服的骨針等。１９５１年在四川發(fā)現(xiàn)資陽人。除此，廣西柳江、內(nèi)蒙古烏審旗等地也都有所發(fā)現(xiàn)。另外，早年在鄂爾多斯地區(qū)發(fā)現(xiàn)的河套人，近年也將其歸屬于晚期智人。歐洲的晚期智人文化分為奧瑞納、梭魯特、馬格德林三期。這一階段的人類化石除具有某些原始性質(zhì)外，已基本上和現(xiàn)代人相似，并逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代全世界的各色人種。
七、全新世
全新世是第四紀(jì)最后一個分期，開始年代距今１２０００—１００００年。它與更新世的分界是以第四紀(jì)最后一次冰期結(jié)束、氣候由寒轉(zhuǎn)暖為標(biāo)志，因此也稱冰后期。全新世自然環(huán)境與更新世比，更和現(xiàn)在一樣，生物幾乎都是現(xiàn)代種。全新世延續(xù)至今的時間很短，但自然地理狀況仍然在不斷地變化。全新世海面變化比較顯著，冰后期海面迅速上升，到距今１１０００年時，海面上升到—６０ｍ位置。距今６０００年時，海面上升到目前位置，但仍不時有一定幅度的波動。全新世氣候總的趨勢是轉(zhuǎn)向溫暖，但氣候波動非常明顯。以歐洲為例，公元前１２０００年氣溫迅速上升，但到公元前約１００００年，氣候又轉(zhuǎn)為寒冷；前８５００—７６００年、前１０００—５００年，又都處于寒冷期；在１５５０—１８５０年這一階段，又是一個明顯的寒冷期，稱“小冰河期”，年平均氣溫比現(xiàn)在約低２℃。１９世紀(jì)以后，氣候又轉(zhuǎn)為溫暖，冰川后退。中國全新世氣候變化規(guī)律大致和歐洲相同。竺可楨根據(jù)中國古代物候記錄，曾論述近５０００年來的溫度變化，明顯存在４個溫暖期和４個寒冷期。在前２０００年中，即從仰韶文化到安陽殷墟時期，黃河流域年平均溫度比現(xiàn)在高２℃，冬季平均溫度高３—５℃。在后３０００年中，氣候有一系列冷暖波動，周期約為４００—８００年，年平均溫度變化范圍為０.５—１℃。竺可楨認(rèn)為氣候波動是世界性的。全新世地層厚度很小，但分布很廣。
人類在全新世進(jìn)入現(xiàn)代人階段，早期屬于新石器文化時代，人類會磨制石器，以后又會制作陶器，并且有了農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)。中國北方，這個階段有裴李崗文化、仰韶文化和龍山文化等。此后人類進(jìn)入銅器時代、鐵器時代，直到現(xiàn)代。人類的歷史是從使用天然工具到自己制造工具，從應(yīng)用天然火到人工取火，從石器時代到金屬時代，一直到電能、原子能時代，這一切都說明人類的歷史就是在改造客觀世界的同時也逐步改造了人類本身的歷史，是不斷從必然王國向自由王國發(fā)展的歷史。
世界萬事萬物都是有規(guī)律地發(fā)展的。我們回顧了地球的發(fā)展歷史，回顧了地球生命的演化史，其目的就是要認(rèn)識地球始終處于不斷地發(fā)展過程中，地球上的生命和人類處于不斷地進(jìn)化中。
