История Земли: от формирования до наших дней

История Земли: от формирования 4.54 млрд лет назад до наших дней. Геологическое развитие, эволюция жизни, геологическая шкала времени (GTS).

43 мин чтения

100%

Источник: History of Earth — Wikipedia

Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.

Содержание

Введение

История Земли охватывает развитие планеты Земля от момента её формирования до наших дней. Почти все отрасли естественных наук внесли вклад в понимание основных событий прошлого Земли, характеризующихся постоянными геологическими изменениями и биологической эволюцией. Геологическая временная шкала (ГВШ), как определено международной конвенцией, отображает огромные промежутки времени от начала существования Земли до настоящего времени, а её подразделения отражают ключевые события истории Земли. (На графике "Ма" означает "миллион лет назад".) Земля образовалась около 4,54 миллиарда лет назад, что составляет примерно треть возраста Вселенной, в результате аккреции из солнечной туманности. Вулканическое выделение газов, вероятно, создало первобытную атмосферу, а затем и океан, но в ранней атмосфере почти не было кислорода. Большая часть Земли была расплавлена из-за частых столкновений с другими небесными телами, что приводило к экстремальному вулканизму. В период ранней Земли считается, что гигантское столкновение с телом размером с планету, названным Теей, привело к образованию Луны. Со временем Земля остыла, что привело к образованию твёрдой коры и позволило существовать жидкой воде на поверхности. В июне 2023 года учёные сообщили о доказательствах того, что планета Земля могла сформироваться всего за три миллиона лет, что значительно быстрее, чем предполагавшиеся ранее 10–100 миллионов лет, в период эоархея, после того как геологическая кора начала затвердевать после более раннего расплавленного эона Гадеана. В песчанике возрастом 3,48 миллиарда лет, обнаруженном в Западной Австралии, найдены ископаемые микробиологических матов, такие как строматолиты. Другим ранним физическим свидетельством биогенного вещества является графит в метаосадочных породах возрастом 3,7 миллиарда лет, обнаруженных в юго-западной Гренландии, а также "остатки живых организмов", найденные в породах возрастом 4,1 миллиарда лет в Западной Австралии. По словам одного из исследователей, "если жизнь возникла на Земле относительно быстро, то она может быть широко распространена во Вселенной". Вымерли. Оценки количества существующих на Земле видов варьируются от 10 до 14 миллионов, из которых около 1,2 миллиона задокументированы, но более 86 процентов остаются неописанными. Земная кора постоянно менялась с момента своего образования, как и жизнь с момента её первого появления. Виды продолжают эволюционировать, приобретая новые формы, разделяясь на дочерние виды или вымирая в условиях постоянно меняющейся физической среды. Процесс тектоники плит продолжает формировать континенты и океаны Земли и жизнь, которую они поддерживают.

Development of planet Earth from its formation to the present day

The history of Earth concerns the development of planet Earth from its formation to the present day. Nearly all branches of natural science have contributed to understanding of the main events of Earth's past, characterized by constant geological change and biological evolution. The geological time scale (GTS), as defined by international convention, depicts the large spans of time from the beginning of the Earth to the present, and its divisions chronicle some definitive events of Earth history. (In the graphic, Ma means "million years ago".) Earth formed around 4.54 billion years ago, approximately one third the age of the universe, by accretion from the solar nebula. Volcanic outgassing probably created the primordial atmosphere and then the ocean, but the early atmosphere contained almost no oxygen. Much of the Earth was molten because of frequent collisions with other bodies which led to extreme volcanism. While the Earth was in its earliest stage (Early Earth), a giant impact collision with a planet sized body named Theia is thought to have formed the Moon. Over time, the Earth cooled, causing the formation of a solid crust, and allowing liquid water on the surface. In June 2023, scientists reported evidence that the planet Earth may have formed in just three million years, much faster than the 10−100 million years thought earlier. during the Eoarchean Era, after a geological crust started to solidify following the earlier molten Hadean Eon. There are microbial mat fossils such as stromatolites found in 3.48 billion year old sandstone discovered in Western Australia. Other early physical evidence of a biogenic substance is graphite in 3.7 billion year old metasedimentary rocks discovered in southwestern Greenland as well as "remains of biotic life" found in 4.1 billion year old rocks in Western Australia. According to one of the researchers, "If life arose relatively quickly on Earth then it could be common in the universe." have gone extinct. Estimates on the number of Earth's current species range from 10 million to 14 million, of which about 1.2 million are documented, but over 86 percent have not been described. The Earth's crust has constantly changed since its formation, as has life since its first appearance. Species continue to evolve, taking on new forms, splitting into daughter species, or going extinct in the face of ever changing physical environments. The process of plate tectonics continues to shape the Earth's continents and oceans and the life they harbor.

Эоны

В геохронологии время обычно измеряется в мья (миллион лет назад), каждая единица представляет период примерно в 1 000 000 лет в прошлом. История Земли делится на четыре великих эона, начиная с 4540 мья с момента формирования планеты. Каждый эон ознаменовался наиболее значительными изменениями в составе Земли, климате и жизни. Каждый эон впоследствии делится на эры, которые, в свою очередь, делятся на периоды, а те – на эпохи. Время эона (мя) Описание Гаде́й 4540–4000 Земля образовалась из обломков вокруг солнечного протопланетного диска. Жизни нет. Температуры чрезвычайно высокие, с частой вулканической активностью и адскими пейзажами (отсюда и название эона, происходящее от Аида). Атмосфера туманная. Возможно существование ранних океанов или водоемов с жидкой водой. Луна сформировалась примерно в это время, вероятно, в результате столкновения протопланеты с Землей. Архей 4000–2500 Прокариотическая жизнь, первая форма жизни, появляется в самом начале этого эона в процессе, известном как абиогенез. Континенты Ур, Ваальбара и Кенорланд могли существовать в это время. Атмосфера состоит из вулканических и парниковых газов. Протерозой 2500–538,8 Название этого эона означает «ранняя жизнь». Появляются эукариоты – более сложные формы жизни, включая некоторые многоклеточные организмы. Бактерии начинают производить кислород, формируя третью и нынешнюю атмосферу Земли. Растения, более поздние животные и, возможно, более ранние формы грибов формируются примерно в это время. Ранние и поздние фазы этого эона могли претерпеть периоды «Снежной Земли», когда вся планета испытывала температуры ниже нуля. Ранние континенты Колумбия, Родиния и Паннотия, в таком порядке, могли существовать в этот эон. Фанерозой 538,8 – настоящее Сложная жизнь, включая позвоночных, начинает доминировать в океане Земли в процессе, известном как кембрийский взрыв. Пангея формируется и позже распадается на Лавразию и Гондвану, которые, в свою очередь, распадаются на современные континенты. Постепенно жизнь распространяется на сушу, и появляются знакомые формы растений, животных и грибов, включая кольчатых червей, насекомых и рептилий, отсюда и название эона, означающее «видимая жизнь». Происходит несколько массовых вымираний, в результате которых появляются птицы – потомки нептичьих динозавров, а в последнее время – млекопитающие. Современные животные, включая человека, эволюционировали на самых последних этапах этого эона.

In geochronology, time is generally measured in mya (million years ago), each unit representing the period of approximately 1,000,000 years in the past. The history of Earth is divided into four great eons, starting 4,540 mya with the formation of the planet. Each eon saw the most significant changes in Earth's composition, climate and life. Each eon is subsequently divided into eras, which in turn are divided into periods, which are further divided into epochs. Eon Time (mya) Description Hadean 4,540–4,000 The Earth is formed out of debris around the solar protoplanetary disk. There is no life. Temperatures are extremely hot, with frequent volcanic activity and hellish looking environments (hence the eon's name, which comes from Hades). The atmosphere is nebular. Possible early oceans or bodies of liquid water. The Moon is formed around this time probably due to a protoplanet's collision into Earth. Archean 4,000–2,500 Prokaryote life, the first form of life, emerges at the very beginning of this eon, in a process known as abiogenesis. The continents of Ur, Vaalbara and Kenorland may have existed around this time. The atmosphere is composed of volcanic and greenhouse gases. Proterozoic 2,500–538.8 The name of this eon means "early life". Eukaryotes, a more complex form of life, emerge, including some forms of multicellular organisms. Bacteria begin producing oxygen, shaping the third and current of Earth's atmospheres. Plants, later animals and possibly earlier forms of fungi form around this time. The early and late phases of this eon may have undergone "Snowball Earth" periods, in which all of the planet suffered below zero temperatures. The early continents of Columbia, Rodinia and Pannotia, in that order, may have existed in this eon. Phanerozoic 538.8–present Complex life, including vertebrates, begin to dominate the Earth's ocean in a process known as the Cambrian explosion. Pangaea forms and later dissolves into Laurasia and Gondwana, which in turn dissolve into the current continents. Gradually, life expands to land and familiar forms of plants, animals and fungi begin appearing, including annelids, insects and reptiles, hence the eon's name, which means "visible life". Several mass extinctions occur, among which birds, the descendants of non avian dinosaurs, and more recently mammals emerge. Modern animals—including humans—evolve at the most recent phases of this eon.

Геологическая временная шкала

История Земли может быть организована хронологически в соответствии с геологической временной шкалой, которая разделена на интервалы, основанные на стратиграфическом анализе.

Формирование Солнечной системы

Стандартной моделью формирования Солнечной системы (включая Землю) является гипотеза солнечной туманности. В этой модели Солнечная система образовалась из большого вращающегося облака межзвездной пыли и газа, называемого солнечной туманностью. Она состояла из водорода и гелия, образовавшихся вскоре после Большого взрыва 13,8 млрд лет назад, и более тяжелых элементов, выброшенных сверхновыми. Около 4,5 млрд лет назад туманность начала сжиматься, что могло быть вызвано ударной волной от близлежащей сверхновой. Ударная волна также привела бы к вращению туманности. По мере ускорения облака, его угловой момент, гравитация и инерция сплющили его в протопланетный диск, перпендикулярный оси вращения. Небольшие возмущения, вызванные столкновениями и угловым моментом других крупных обломков, создали условия для формирования протопланет размером в километр, вращающихся вокруг центра туманности. Центр туманности, обладавший небольшим угловым моментом, быстро коллапсировал, сжатие нагревало его, пока не начался ядерный синтез водорода в гелий. После дальнейшего сжатия звезда типа Т Тельца зажглась и превратилась в Солнце. Тем временем, во внешней части туманности гравитация заставляла материю конденсироваться вокруг неоднородностей плотности и частиц пыли, а остальная часть протопланетного диска начала разделяться на кольца. В процессе, известном как аккреция, последовательно укрупнялись фрагменты пыли и обломков, образуя планеты. Однако солнечный ветер новообразованной звезды Т Тельца очистил большую часть материала в диске, который еще не сконденсировался в более крупные тела. Ожидается, что аналогичный процесс создает аккреционные диски вокруг практически всех новообразующихся звезд во Вселенной, некоторые из которых формируют планеты. Прото-Земля росла за счет аккреции, пока ее внутренние области не стали достаточно горячими для плавления тяжелых, сидерофильных металлов. Благодаря большей плотности, чем у силикатов, эти металлы опустились вниз. Эта так называемая «железная катастрофа» привела к разделению примитивной мантии и (металлического) ядра всего через 10 миллионов лет после начала формирования Земли, сформировав слоистую структуру Земли и создав условия для формирования магнитного поля Земли. Дж. А. Джейкобс первым предположил, что внутреннее ядро Земли — твердый центр, отличный от жидкого внешнего ядра — замерзает и растет из жидкого внешнего ядра из-за постепенного охлаждения недр Земли (примерно на 100 градусов Цельсия за миллиард лет).

The standard model for the formation of the Solar System (including the Earth) is the solar nebula hypothesis. In this model, the Solar System formed from a large, rotating cloud of interstellar dust and gas called the solar nebula. It was composed of hydrogen and helium created shortly after the Big Bang 13.8 Ga (billion years ago) and heavier elements ejected by supernovae. About 4.5 Ga, the nebula began a contraction that may have been triggered by the shock wave from a nearby supernova. A shock wave would have also made the nebula rotate. As the cloud began to accelerate, its angular momentum, gravity, and inertia flattened it into a protoplanetary disk perpendicular to its axis of rotation. Small perturbations due to collisions and the angular momentum of other large debris created the means by which kilometer sized protoplanets began to form, orbiting the nebular center. The center of the nebula, not having much angular momentum, collapsed rapidly, the compression heating it until nuclear fusion of hydrogen into helium began. After more contraction, a T Tauri star ignited and evolved into the Sun. Meanwhile, in the outer part of the nebula gravity caused matter to condense around density perturbations and dust particles, and the rest of the protoplanetary disk began separating into rings. In a process known as runaway accretion, successively larger fragments of dust and debris clumped together to form planets. Nonetheless, the solar wind of the newly formed T Tauri star cleared out most of the material in the disk that had not already condensed into larger bodies. The same process is expected to produce accretion disks around virtually all newly forming stars in the universe, some of which yield planets. The proto Earth grew by accretion until its interior was hot enough to melt the heavy, siderophile metals. Having higher densities than the silicates, these metals sank. This so called iron catastrophe resulted in the separation of a primitive mantle and a (metallic) core only 10 million years after the Earth began to form, producing the layered structure of Earth and setting up the formation of Earth's magnetic field. J. A. Jacobs was the first to suggest that Earth's inner core—a solid center distinct from the liquid outer core—is freezing and growing out of the liquid outer core due to the gradual cooling of Earth's interior (about 100 degrees Celsius per billion years).

Хадейские и архейские эоны

Первый эон в истории Земли, Гадей, начинается с образования Земли и за ним следует архейский эон в 3,8 млрд лет. Самые древние породы, найденные на Земле, датируются примерно 4,0 млрд лет назад, а самые древние обломочные кристаллы циркона в породах – около 4,4 млрд лет назад, вскоре после образования земной коры и самой Земли. Гигантская гипотеза о столкновении при формировании Луны утверждает, что вскоре после образования первичной коры прото-Земля столкнулась с меньшей протопланетой, которая выбросила часть мантии и коры в космос и образовала Луну. По количеству кратеров на других небесных телах предполагается, что период интенсивной метеоритной бомбардировки, известный как Поздняя Тяжёлая Бомбардировка, начался около 4,1 млрд лет назад и завершился около 3,8 млрд лет назад, в конце Гадея. Кроме того, вулканизм был интенсивным из-за большого теплового потока и геотермического градиента. Тем не менее, обломочные кристаллы циркона возрастом 4,4 млрд лет содержат свидетельства контакта с жидкой водой, что указывает на наличие океанов или морей на Земле в то время. К началу архейского эона Земля значительно остыла. Современные формы жизни не могли бы выжить на поверхности Земли, поскольку в архейской атмосфере отсутствовал кислород, а значит, не было и озонового слоя, защищающего от ультрафиолетового излучения. Тем не менее, считается, что примитивная жизнь начала развиваться в раннем архее, с возможными окаменелостями возрастом около 3,5 млрд лет. Некоторые ученые даже предполагают, что жизнь могла возникнуть в раннем Гадее, ещё 4,4 млрд лет назад, пережив возможный период Поздней Тяжёлой Бомбардировки в гидротермальных источниках под поверхностью Земли.

Образование Луны

Единственный естественный спутник Земли, Луна, больше по отношению к своей планете, чем любой другой спутник в Солнечной системе. Во время программы «Аполлон» на Землю были доставлены образцы горных пород с поверхности Луны. Радиометрическое датирование этих пород показывает, что возраст Луны составляет 4,53 ± 0,01 миллиарда лет, она образовалась не ранее чем через 30 миллионов лет после формирования Солнечной системы. Новые данные указывают на то, что Луна сформировалась еще позже – 4,48 ± 0,02 миллиарда лет назад, или через 70–110 миллионов лет после начала существования Солнечной системы. Теории формирования Луны должны объяснять ее позднее происхождение, а также следующие факты. Во-первых, Луна имеет низкую плотность (в 3,3 раза больше плотности воды, по сравнению с 5,5 у Земли) и небольшое металлическое ядро. Во-вторых, Земля и Луна имеют одинаковую кислородно-изотопную сигнатуру (относительное содержание изотопов кислорода). Из предложенных теорий, объясняющих эти явления, широкое признание получила гигантская гипотеза столкновения, согласно которой Луна образовалась после столкновения Земли с телом размером с Марс (иногда называемым Теей). Столкновение высвободило примерно в 100 миллионов раз больше энергии, чем более позднее столкновение в Чиксулубе, которое, как считается, привело к вымиранию нептичьих динозавров. Энергии хватило, чтобы испарить часть внешних слоев Земли и расплавить оба тела. Часть вещества мантии была выброшена на орбиту вокруг Земли. Гигантская гипотеза столкновения предсказывает, что Луна обеднела металлическим веществом, что объясняет ее аномальный состав. Выброшенное на орбиту вокруг Земли вещество могло сконденсироваться в единое тело в течение нескольких недель. Под действием собственной гравитации выброшенный материал принял более сферическую форму – Луну.

Первые континенты

Конвекция мантии, процесс, приводящий в движение тектонику плит, является результатом потока тепла из недр Земли к её поверхности. Она включает в себя образование жестких тектонических плит на срединно-океанических хребтах. Эти плиты уничтожаются в результате субдукции в мантию в зонах субдукции. В раннем архее (около 3,0 млрд лет назад) мантия была значительно горячее, чем сегодня, вероятно, около 2000°C, поэтому конвекция в мантии протекала быстрее. Хотя процесс, аналогичный современной тектонике плит, действительно происходил, он также был ускоренным. Вероятно, в гадее и архее зоны субдукции были более распространены, а следовательно, тектонические плиты были меньше по размеру. Первоначальная кора, образовавшаяся при первом затвердевании поверхности Земли, полностью исчезла в результате сочетания быстрой тектоники плит гадейского периода и интенсивных воздействий поздней тяжелой бомбардировки. Однако считается, что её состав был базальтовым, как и у современной океанической коры, поскольку дифференциация коры еще не была значительной. Первые крупные фрагменты континентальной коры, являющиеся продуктом дифференциации более легких элементов при частичном плавлении в нижней коре, появились в конце гадея, около 4,0 млрд лет назад. То, что осталось от этих первых небольших континентов, называется кратонами. Эти фрагменты коры позднего гадейского и раннего архейского периодов образуют ядра, вокруг которых росли современные континенты. Самые древние породы на Земле находятся в североамериканском кратоне в Канаде. Это тоналиты возрастом около 4,0 млрд лет. Они демонстрируют признаки метаморфизма высокой температуры, а также осадочные зерна, округленные эрозией при транспортировке водой, что свидетельствует о существовании рек и морей в то время. Кратоны состоят в основном из двух чередующихся типов терранов. Первые – так называемые зеленые пояса, состоящие из слабометаморфизированных осадочных пород. Эти "зеленые камни" аналогичны осадочным породам, которые сегодня встречаются в океанических желобах, расположенных над зонами субдукции. По этой причине зеленые пояса иногда рассматриваются как свидетельство субдукции в архейский период. Второй тип – это комплекс фельсических магматических пород. Эти породы в основном представлены тоналитами, трондьемитами или гранодиоритами – по составу близкими к граниту (отсюда такие терраны называются ТТГ-терранами). ТТГ-комплексы рассматриваются как реликты первой континентальной коры, образованной в результате частичного плавления базальта.

Mantle convection, the process that drives plate tectonics, is a result of heat flow from the Earth's interior to the Earth's surface. It involves the creation of rigid tectonic plates at mid oceanic ridges. These plates are destroyed by subduction into the mantle at subduction zones. During the early Archean (about 3.0 Ga) the mantle was much hotter than today, probably around , so convection in the mantle was faster. Although a process similar to present day plate tectonics did occur, this would have gone faster too. It is likely that during the Hadean and Archean, subduction zones were more common, and therefore tectonic plates were smaller. The initial crust, which formed when the Earth's surface first solidified, totally disappeared from a combination of this fast Hadean plate tectonics and the intense impacts of the Late Heavy Bombardment. However, it is thought that it was basaltic in composition, like today's oceanic crust, because little crustal differentiation had yet taken place. The first larger pieces of continental crust, which is a product of differentiation of lighter elements during partial melting in the lower crust, appeared at the end of the Hadean, about 4.0 Ga. What is left of these first small continents are called cratons. These pieces of late Hadean and early Archean crust form the cores around which today's continents grew. The oldest rocks on Earth are found in the North American craton of Canada. They are tonalites from about 4.0 Ga. They show traces of metamorphism by high temperature, but also sedimentary grains that have been rounded by erosion during transport by water, showing that rivers and seas existed then. Cratons consist primarily of two alternating types of terranes. The first are so called greenstone belts, consisting of low grade metamorphosed sedimentary rocks. These "greenstones" are similar to the sediments today found in oceanic trenches, above subduction zones. For this reason, greenstones are sometimes seen as evidence for subduction during the Archean. The second type is a complex of felsic magmatic rocks. These rocks are mostly tonalite, trondhjemite or granodiorite, types of rock similar in composition to granite (hence such terranes are called TTG terranes). TTG complexes are seen as the relicts of the first continental crust, formed by partial melting in basalt.

Океаны и атмосфера

Земля часто описывается как имеющая три атмосферы. Первая атмосфера, захваченная из солнечной туманности, состояла из легких (атмофильных) элементов солнечной туманности, в основном водорода и гелия. Комбинация солнечного ветра и тепла Земли привела бы к рассеиванию этой атмосферы, в результате чего атмосфера теперь обеднена этими элементами по сравнению с их космическим содержанием. Атмосфера Земли на этом этапе была в некоторой степени сопоставима с современной атмосферой Титана. В ранних моделях формирования атмосферы и океана вторая атмосфера образовалась в результате выделения летучих веществ из недр Земли. Однако сейчас считается вероятным, что многие из этих летучих веществ были доставлены во время аккреции посредством процесса, известного как ударная дегазация, при котором входящие тела испаряются при столкновении. Таким образом, океан и атмосфера начали формироваться одновременно с формированием Земли. Новая атмосфера, вероятно, содержала водяной пар, углекислый газ, азот и меньшее количество других газов. Планетезимали на расстоянии 1 астрономической единицы (а.е.), то есть на расстоянии Земли от Солнца, вероятно, не внесли вклад в запасы воды на Земле, поскольку солнечная туманность была слишком горячей для образования льда, а гидратация горных пород водяным паром заняла бы слишком много времени. Вода, по-видимому, была доставлена метеоритами из внешнего пояса астероидов и некоторыми крупными планетарными зародышами из-за пределов 2,5 а.е. Кометы также могли внести свой вклад. Хотя большинство комет сегодня находятся на орбитах, удаленных от Солнца дальше, чем Нептун, компьютерное моделирование показывает, что изначально они были гораздо более распространены во внутренних областях Солнечной системы. По мере охлаждения Земли формировались облака, а дожди создали океаны. Недавние данные свидетельствуют о том, что океаны могли начать формироваться уже 4,4 миллиарда лет назад. К началу архейского эона они уже покрывали значительную часть Земли. Это раннее формирование было трудно объяснить из-за проблемы, известной как парадокс слабого молодого Солнца. Звезды становятся ярче с возрастом, и Солнце стало на 30% ярче с момента своего образования 4,5 миллиарда лет назад. Многие модели указывают на то, что ранняя Земля должна была быть покрыта льдом. Вероятным решением является наличие достаточного количества углекислого газа и метана для создания парникового эффекта. Углекислый газ выделялся вулканами, а метан – ранними микроорганизмами. Предполагается, что также существовала органическая дымка, образованная продуктами фотолиза метана, которая вызывала антипарниковый эффект. Другой парниковый газ, аммиак, мог выбрасываться вулканами, но быстро разрушался под воздействием ультрафиолетового излучения.

Earth is often described as having had three atmospheres. The first atmosphere, captured from the solar nebula, was composed of light (atmophile) elements from the solar nebula, mostly hydrogen and helium. A combination of the solar wind and Earth's heat would have driven off this atmosphere, as a result of which the atmosphere is now depleted of these elements compared to cosmic abundances. Earth's atmosphere at this stage was somewhat comparable to today's atmosphere of Titan.]] In early models for the formation of the atmosphere and ocean, the second atmosphere was formed by outgassing of volatiles from the Earth's interior. Now it is considered likely that many of the volatiles were delivered during accretion by a process known as impact degassing in which incoming bodies vaporize on impact. The ocean and atmosphere would, therefore, have started to form even as the Earth formed. The new atmosphere probably contained water vapor, carbon dioxide, nitrogen, and smaller amounts of other gases. Planetesimals at a distance of 1 astronomical unit (AU), the distance of the Earth from the Sun, probably did not contribute any water to the Earth because the solar nebula was too hot for ice to form and the hydration of rocks by water vapor would have taken too long. The water must have been supplied by meteorites from the outer asteroid belt and some large planetary embryos from beyond 2.5 AU. Comets may also have contributed. Though most comets are today in orbits farther away from the Sun than Neptune, computer simulations show that they were originally far more common in the inner parts of the Solar System. As the Earth cooled, clouds formed. Rain created the oceans. Recent evidence suggests the oceans may have begun forming as early as 4.4 Ga. By the start of the Archean eon, they already covered much of the Earth. This early formation has been difficult to explain because of a problem known as the faint young Sun paradox. Stars are known to get brighter as they age, and the Sun has become 30% brighter since its formation 4.5 billion years ago. Many models indicate that the early Earth should have been covered in ice. A likely solution is that there was enough carbon dioxide and methane to produce a greenhouse effect. The carbon dioxide would have been produced by volcanoes and the methane by early microbes. It is hypothesized that there also existed an organic haze created from the products of methane photolysis that caused an anti greenhouse effect as well. Another greenhouse gas, ammonia, would have been ejected by volcanos but quickly destroyed by ultraviolet radiation.

Происхождение жизни

Одна из причин интереса к ранней атмосфере и океану заключается в том, что они сформировали условия, в которых впервые возникла жизнь. Существует множество моделей, но мало единого мнения относительно того, как жизнь появилась из неживой материи; химические системы, созданные в лаборатории, значительно уступают минимальной сложности, необходимой для живого организма. Первым шагом в возникновении жизни могли быть химические реакции, в результате которых образовалось множество простых органических соединений, включая нуклеобазы и аминокислоты – строительные блоки жизни. Эксперимент, проведенный в 1953 году Стэнли Миллером и Гарольдом Юри, показал, что такие молекулы могут образовываться в атмосфере, состоящей из воды, метана, аммиака и водорода, под воздействием искр, имитирующих молнию. Хотя состав атмосферы, вероятно, отличался от использованного Миллером и Юри, более поздние эксперименты с более реалистичным составом также позволили синтезировать органические молекулы. Компьютерное моделирование показывает, что внеземные органические молекулы могли образоваться в протопланетарном диске до формирования Земли. Дальнейшее усложнение могло произойти, по крайней мере, с трех возможных отправных точек: самовоспроизведение, способность организма производить потомство, похожее на себя; метаболизм, его способность питаться и восстанавливаться; и внешние клеточные мембраны, которые позволяют питательным веществам поступать внутрь и удалять отходы, при этом исключая нежелательные вещества.

Репликация первая: мир РНК

Даже самые простые представители трех современных доменов жизни используют ДНК для записи своих "рецептов" и сложный набор молекул РНК и белков для "чтения" этих инструкций и использования их для роста, поддержания и самовоспроизведения. Открытие того, что молекула РНК, называемая рибозимом, может катализировать как собственное воспроизводство, так и синтез белков, привело к гипотезе о том, что более ранние формы жизни полностью основывались на РНК. Они могли сформировать РНК-мир, в котором существовали отдельные организмы, но не виды, поскольку мутации и горизонтальный перенос генов означали бы, что потомство в каждом поколении с большой вероятностью имело бы геномы, отличные от геномов их родителей. Позднее РНК была бы заменена ДНК, которая более стабильна и, следовательно, способна строить более длинные геномы, расширяя спектр возможностей одного организма. Рибозимы остаются основными компонентами рибосом – "белковых фабрик" современных клеток. Хотя короткие самовоспроизводящиеся молекулы РНК были искусственно созданы в лабораториях, возникли сомнения в возможности естественного небиологического синтеза РНК. Самые ранние рибозимы могли состоять из более простых нуклеиновых кислот, таких как PNA, TNA или GNA, которые впоследствии были бы заменены РНК. Были предложены и другие предшественники РНК, включая кристаллы и даже квантовые системы. В 2003 году было предложено, что пористые осадки сульфидов металлов могли способствовать синтезу РНК при температуре около и давлении, характерном для дна океана вблизи гидротермальных источников. Согласно этой гипотезе, протоклетки были бы ограничены порами металлического субстрата до более позднего развития липидных мембран.

Метаболизм в первую очередь: мир железа и серы

Другая давняя гипотеза заключается в том, что первая жизнь состояла из молекул белка. Аминокислоты, строительные блоки белков, легко синтезируются в правдоподобных пребиотических условиях, как и небольшие пептиды (полимеры аминокислот), которые являются хорошими катализаторами. Серия экспериментов, начавшаяся в 1997 году, показала, что аминокислоты и пептиды могут образовываться в присутствии монооксида углерода и сероводорода, используя сульфид железа и сульфид никеля в качестве катализаторов. Большинство этапов их сборки требовали температур около [значение температуры] и умеренного давления, хотя один этап требовал [значение температуры] и давления, эквивалентного давлению под [глубиной] горной породы. Таким образом, самоподдерживающийся синтез белков мог происходить вблизи гидротермальных источников. Сложность сценария "метаболизм прежде всего" заключается в поиске механизма эволюции для организмов. Без способности к репликации как отдельных единиц, агрегаты молекул имели бы "композиционные геномы" (количество молекулярных видов в агрегате) в качестве объекта естественного отбора. Однако недавняя модель показывает, что такая система не способна эволюционировать в ответ на естественный отбор.

Сначала мембраны: липидный мир

Предполагается, что двойные "пузыри", образованные липидами, подобными тем, что формируют внешние мембраны клеток, могли быть существенным первым шагом. Эксперименты, имитирующие условия ранней Земли, сообщили об образовании липидов, которые могут спонтанно формировать липосомы – двойные "пузыри" – и затем воспроизводить себя. Хотя они сами по себе не являются носителями информации, как нуклеиновые кислоты, они подвержены естественному отбору в пользу долговечности и размножения. Нуклеиновые кислоты, такие как РНК, могли бы тогда сформироваться легче внутри липосом, чем вне их.

Теория глины

Некоторые глины, в частности монтмориллионит, обладают свойствами, которые делают их правдоподобными катализаторами возникновения мира РНК: они растут за счет самовоспроизведения своей кристаллической структуры, подвергаются аналогу естественного отбора (поскольку глиняный "вид", растущий быстрее всего в определенной среде, быстро становится доминирующим), и способны катализировать образование молекул РНК. Хотя эта идея не получила широкого признания в научном сообществе, у неё всё ещё есть активные сторонники. Исследования, проведенные в 2003 году, показали, что монтмориллионит может также ускорять превращение жирных кислот в "пузырьки", и что эти пузырьки способны заключать в себя РНК, прикрепленную к глине. Затем пузырьки могут расти, поглощая дополнительные липиды и делясь. Формирование самых ранних клеток могло быть облегчено подобными процессами. Схожая гипотеза предполагает, что самовоспроизводящиеся, богатые железом глины являются предшественниками нуклеотидов, липидов и аминокислот.

Последний общий универсальный предк

Считается, что из всего этого множества протоклеток выжила лишь одна линия. Современные филогенетические данные указывают на то, что последний универсальный предок (LUA) существовал в раннем архее, возможно, 3,5 миллиарда лет назад или даже раньше. Эта клетка LUA является предком всей жизни на Земле в настоящее время. Вероятно, это был прокариот, обладавший клеточной мембраной и, возможно, рибосомами, но не имевший ядра или мембранных органелл, таких как митохондрии или хлоропласты. Подобно современным клеткам, он использовал ДНК в качестве генетического кода, РНК для передачи информации и синтеза белков, а также ферменты для катализа реакций. Некоторые ученые полагают, что последним универсальным общим предком была не одна отдельная особь, а популяции организмов, обменивающихся генами посредством горизонтального переноса генов.

Протерозойский эон

Эон протерозоя длился от 2,5 млрд до 538,8 млн лет назад. За это время кратоны выросли в континенты современных размеров. Переход к атмосфере, обогащенной кислородом, стал ключевым событием. Жизнь эволюционировала от прокариот к эукариотам и многоклеточным организмам. В протерозое произошло несколько суровых ледниковых периодов, известных как периоды "Земля-снежок". После последнего периода "Земля-снежок", около 600 млн лет назад, эволюция жизни на Земле ускорилась. Примерно 580 млн лет назад биота эдиакарского периода стала предвестником кембрийского взрыва.

Кислородная революция

Самые ранние клетки поглощали энергию и питательные вещества из окружающей среды. Они использовали ферментацию – расщепление более сложных соединений на менее сложные с выделением меньшего количества энергии, – и использовали высвободившуюся энергию для роста и размножения. Ферментация может происходить только в анаэробной (бескислородной) среде. Эволюция фотосинтеза позволила клеткам извлекать энергию из Солнца. Большая часть жизни, покрывающей поверхность Земли, напрямую или косвенно зависит от фотосинтеза. Наиболее распространенная форма – кислородный фотосинтез – преобразует углекислый газ, воду и солнечный свет в органические вещества. Он захватывает энергию солнечного света в энергетически богатых молекулах, таких как АТФ, которые затем обеспечивают энергию для синтеза сахаров. Для обеспечения электронов в этой цепи водород извлекается из воды, а кислород остается в качестве побочного продукта. Некоторые организмы, включая пурпурные бактерии и зеленые серные бактерии, используют аноксигенную форму фотосинтеза, которая использует альтернативные доноры электронов вместо водорода, извлеченного из воды; примерами служат сероводород, сера и железо. Такие экстремофильные организмы встречаются только в суровых условиях, таких как горячие источники и гидротермальные жерла. Более простая аноксигенная форма возникла около 3,8 млрд лет назад, вскоре после появления жизни. Время возникновения кислородного фотосинтеза является предметом споров: он, безусловно, появился около 2,4 млрд лет назад, но некоторые исследователи относят его к 3,2 млрд лет назад. Последнее, вероятно, увеличило глобальную продуктивность как минимум на два-три порядка. К самым древним останкам кислород-продуцирующих организмов относятся ископаемые строматолиты. Первоначально выделявшийся кислород связывался с известняком, железом и другими минералами. Окисленное железо проявляется в виде красных слоев в геологических слоях, называемых полосатыми железными формациями, которые в изобилии образовались в сидерийский период (между 2500 и 2300 млн лет назад). Когда большинство доступных для окисления минералов было окислено, кислород наконец начал накапливаться в атмосфере. Хотя каждая клетка производила лишь незначительное количество кислорода, совместный метаболизм множества клеток на протяжении огромного периода времени преобразовал атмосферу Земли в ее нынешнее состояние. Это была третья атмосфера Земли. Часть кислорода под воздействием солнечного ультрафиолетового излучения превращалась в озон, который собирался в слое в верхней части атмосферы. Озоновый слой поглощает и продолжает поглощать значительное количество ультрафиолетового излучения, которое ранее проникало сквозь атмосферу. Это позволило клеткам колонизировать поверхность океана, а затем и сушу: без озонового слоя бомбардирующее сушу и море ультрафиолетовое излучение вызывало бы невыносимый уровень мутаций в подверженных ему клетках. Фотосинтез оказал еще одно значительное влияние. Кислород был токсичен, и, вероятно, большая часть жизни на Земле вымерла по мере повышения его уровня в так называемой кислородной катастрофе. Устойчивые формы выжили и процветали, а некоторые развили способность использовать кислород для увеличения своего метаболизма и получения большего количества энергии из той же пищи.

The earliest cells absorbed energy and food from the surrounding environment. They used fermentation, the breakdown of more complex compounds into less complex compounds with less energy, and used the energy so liberated to grow and reproduce. Fermentation can only occur in an anaerobic (oxygen free) environment. The evolution of photosynthesis made it possible for cells to derive energy from the Sun. Most of the life that covers the surface of the Earth depends directly or indirectly on photosynthesis. The most common form, oxygenic photosynthesis, turns carbon dioxide, water, and sunlight into food. It captures the energy of sunlight in energy rich molecules such as ATP, which then provide the energy to make sugars. To supply the electrons in the circuit, hydrogen is stripped from water, leaving oxygen as a waste product. Some organisms, including purple bacteria and green sulfur bacteria, use an anoxygenic form of photosynthesis that uses alternatives to hydrogen stripped from water as electron donors; examples are hydrogen sulfide, sulfur and iron. Such extremophile organisms are restricted to otherwise inhospitable environments such as hot springs and hydrothermal vents. The simpler anoxygenic form arose about 3.8 Ga, not long after the appearance of life. The timing of oxygenic photosynthesis is more controversial; it had certainly appeared by about 2.4 Ga, but some researchers put it back as far as 3.2 Ga. The latter "probably increased global productivity by at least two or three orders of magnitude". Among the oldest remnants of oxygen producing lifeforms are fossil stromatolites. At first, the released oxygen was bound up with limestone, iron, and other minerals. The oxidized iron appears as red layers in geological strata called banded iron formations that formed in abundance during the Siderian period (between 2500 Ma and 2300 Ma). When most of the exposed readily reacting minerals were oxidized, oxygen finally began to accumulate in the atmosphere. Though each cell only produced a minute amount of oxygen, the combined metabolism of many cells over a vast time transformed Earth's atmosphere to its current state. This was Earth's third atmosphere. Some oxygen was stimulated by solar ultraviolet radiation to form ozone, which collected in a layer near the upper part of the atmosphere. The ozone layer absorbed, and still absorbs, a significant amount of the ultraviolet radiation that once had passed through the atmosphere. It allowed cells to colonize the surface of the ocean and eventually the land: without the ozone layer, ultraviolet radiation bombarding land and sea would have caused unsustainable levels of mutation in exposed cells. Photosynthesis had another major impact. Oxygen was toxic; much life on Earth probably died out as its levels rose in what is known as the oxygen catastrophe. Resistant forms survived and thrived, and some developed the ability to use oxygen to increase their metabolism and obtain more energy from the same food.

Земля-снеговая шарик

Естественная эволюция Солнца сделала его постепенно более светильным в течение архейских и протерозойских эонов; светимость Солнца увеличивается на 6% каждые миллиард лет. В результате Земля начала получать больше тепла от Солнца в протерозойском эоне. Однако Земля не стала теплее. Вместо этого геологические данные свидетельствуют о том, что она резко охладилась в раннем протерозое. Ледниковые отложения, найденные в Южной Африке, датируются 2,2 млрд лет назад, и, основываясь на палеомагнитных данных, в то время они должны были находиться вблизи экватора. Таким образом, это оледенение, известное как гуронийское оледенение, могло быть глобальным. Некоторые ученые предполагают, что оно было настолько сильным, что Земля замерзла от полюсов до экватора – гипотеза получила название «Земля-снежный шар». Гуронский ледниковый период мог быть вызван увеличением концентрации кислорода в атмосфере, что привело к снижению содержания метана (CH4) в атмосфере. Метан – мощный парниковый газ, но вступая в реакцию с кислородом, он образует CO2, менее эффективный парниковый газ. Когда в атмосфере появился свободный кислород, концентрация метана могла резко упасть, что было бы достаточно, чтобы компенсировать эффект увеличения теплового потока от Солнца. Однако термин «Земля-снежный шар» чаще используется для описания более поздних экстремальных ледниковых периодов криогения. Существовало четыре периода, каждый из которых длился около 10 миллионов лет, между 750 и 580 миллионами лет назад, когда, как считается, Земля была покрыта льдом, за исключением самых высоких гор, а средние температуры составляли около… «Снежный шар» мог быть частично обусловлен расположением суперконтинента Родиния, пересекавшего экватор. Углекислый газ соединяется с дождем, выветривая горные породы и образуя угольную кислоту, которая затем выносится в океан, тем самым удаляя парниковый газ из атмосферы. Когда континенты находятся вблизи полюсов, наступление льда покрывает горные породы, замедляя снижение концентрации углекислого газа, но в криогении выветривание Родинии могло продолжаться беспрепятственно, пока лед не достиг тропиков. Этот процесс, возможно, был окончательно обращен вспять за счет выбросов углекислого газа из вулканов или дестабилизации газовых гидратов метана. Согласно альтернативной теории «Земли-грязевого шара», даже в разгар ледниковых периодов на экваторе все еще оставалась открытая вода.

The natural evolution of the Sun made it progressively more luminous during the Archean and Proterozoic eons; the Sun's luminosity increases 6% every billion years. As a result, the Earth began to receive more heat from the Sun in the Proterozoic eon. However, the Earth did not get warmer. Instead, the geological record suggests it cooled dramatically during the early Proterozoic. Glacial deposits found in South Africa date back to 2.2 Ga, at which time, based on paleomagnetic evidence, they must have been located near the equator. Thus, this glaciation, known as the Huronian glaciation, may have been global. Some scientists suggest this was so severe that the Earth was frozen over from the poles to the equator, a hypothesis called Snowball Earth. The Huronian ice age might have been caused by the increased oxygen concentration in the atmosphere, which caused the decrease of methane (CH4) in the atmosphere. Methane is a strong greenhouse gas, but with oxygen it reacts to form CO2, a less effective greenhouse gas. When free oxygen became available in the atmosphere, the concentration of methane could have decreased dramatically, enough to counter the effect of the increasing heat flow from the Sun. However, the term Snowball Earth is more commonly used to describe later extreme ice ages during the Cryogenian period. There were four periods, each lasting about 10 million years, between 750 and 580 million years ago, when the Earth is thought to have been covered with ice apart from the highest mountains, and average temperatures were about The snowball may have been partly due to the location of the supercontinent Rodinia straddling the Equator. Carbon dioxide combines with rain to weather rocks to form carbonic acid, which is then washed out to sea, thus extracting the greenhouse gas from the atmosphere. When the continents are near the poles, the advance of ice covers the rocks, slowing the reduction in carbon dioxide, but in the Cryogenian the weathering of Rodinia was able to continue unchecked until the ice advanced to the tropics. The process may have finally been reversed by the emission of carbon dioxide from volcanoes or the destabilization of methane gas hydrates. According to the alternative Slushball Earth theory, even at the height of the ice ages there was still open water at the Equator.

Появление эукариотов

Современная таксономия классифицирует жизнь на три домена. Время их возникновения неизвестно. Домен бактерий, вероятно, первым отделился от других форм жизни (иногда называемых Neomura), но это предположение остаётся спорным. Вскоре после этого, к 2 млрд лет назад, Neomura разделились на археи и эукариоты. Эукариотические клетки (Eukaryota) крупнее и сложнее, чем прокариотические клетки (бактерии и археи), и механизмы возникновения этой сложности становятся понятными лишь сейчас. Самые ранние окаменелости, демонстрирующие признаки, типичные для грибов, датируются палеопротерозойской эрой, примерно 2,4 млрд лет назад; эти многоклеточные бентосные организмы обладали нитевидными структурами, способными к анастомозу. Около этого времени сформировались первые протомитохондрии. Бактериальная клетка, родственная современным рикетсиям, эволюционировавшая для метаболизма кислорода, проникла в более крупную прокариотическую клетку, не обладающую этой способностью. Возможно, крупная клетка пыталась переварить меньшую, но не смогла (вероятно, из-за развития защитных механизмов у жертвы). Меньшая клетка, возможно, пыталась паразитировать на большей. В любом случае, меньшая клетка выжила внутри большей. Используя кислород, она метаболизировала отходы жизнедеятельности большей клетки и получала больше энергии. Часть избыточной энергии возвращалась хозяину. Меньшая клетка размножалась внутри большей. Вскоре между большой клеткой и меньшими клетками внутри неё развился стабильный симбиоз. Со временем клетка-хозяин приобрела некоторые гены от меньших клеток, и обе стороны стали зависимы друг от друга: большая клетка не могла выжить без энергии, производимой меньшими, а те, в свою очередь, не могли выжить без ресурсов, предоставляемых большей клеткой. Вся эта система теперь рассматривается как единый организм, а меньшие клетки классифицируются как органеллы – митохондрии. Аналогичное событие произошло с фотосинтезирующими цианобактериями, которые попадали в крупные гетеротрофные клетки и становились хлоропластами. Вероятно, в результате этих изменений, линия клеток, способных к фотосинтезу, отделилась от других эукариотов более 1 миллиарда лет назад. Вероятно, произошло несколько подобных событий включения. Помимо общепринятой эндосимбиотической теории клеточного происхождения митохондрий и хлоропластов, существуют гипотезы о том, что клетки привели к образованию пероксисом, спирохеты – к ресничкам и жгутикам, а, возможно, ДНК-вирус – к клеточному ядру, однако ни одна из них не получила широкого признания. Археи, бактерии и эукариоты продолжали диверсифицироваться, усложняться и лучше адаптироваться к окружающей среде. Каждый домен неоднократно делился на множество ветвей. Около 1,1 млрд лет назад отделились линии растений, животных и грибов, хотя они всё ещё существовали в виде одиночных клеток. Некоторые из них жили в колониях, и постепенно началось разделение труда; например, клетки на периферии могли начать выполнять разные функции, чем клетки во внутренней части. Хотя граница между колонией со специализированными клетками и многоклеточным организмом не всегда чёткая, около 1 миллиарда лет назад появились первые многоклеточные растения, вероятно, зелёные водоросли. Возможно, около 900 млн лет назад истинная многоклеточность развилась и у животных. Первоначально она, вероятно, напоминала современных губок, обладающих тотипотентными клетками, позволяющими разрушенному организму восстанавливаться. По мере завершения разделения труда в различных линиях многоклеточных организмов клетки становились всё более специализированными и зависимыми друг от друга.

Modern taxonomy classifies life into three domains. The time of their origin is uncertain. The Bacteria domain probably first split off from the other forms of life (sometimes called Neomura), but this supposition is controversial. Soon after this, by 2 Ga, the Neomura split into the Archaea and the Eukaryota. Eukaryotic cells (Eukaryota) are larger and more complex than prokaryotic cells (Bacteria and Archaea), and the origin of that complexity is only now becoming known. The earliest fossils possessing features typical of fungi date to the Paleoproterozoic era, some 2.4 Ga ago; these multicellular benthic organisms had filamentous structures capable of anastomosis. Around this time, the first proto mitochondrion was formed. A bacterial cell related to today's Rickettsia, which had evolved to metabolize oxygen, entered a larger prokaryotic cell, which lacked that capability. Perhaps the large cell attempted to digest the smaller one but failed (possibly due to the evolution of prey defenses). The smaller cell may have tried to parasitize the larger one. In any case, the smaller cell survived inside the larger cell. Using oxygen, it metabolized the larger cell's waste products and derived more energy. Part of this excess energy was returned to the host. The smaller cell replicated inside the larger one. Soon, a stable symbiosis developed between the large cell and the smaller cells inside it. Over time, the host cell acquired some genes from the smaller cells, and the two kinds became dependent on each other: the larger cell could not survive without the energy produced by the smaller ones, and these, in turn, could not survive without the raw materials provided by the larger cell. The whole cell is now considered a single organism, and the smaller cells are classified as organelles called mitochondria. A similar event occurred with photosynthetic cyanobacteria entering large heterotrophic cells and becoming chloroplasts. Probably as a result of these changes, a line of cells capable of photosynthesis split off from the other eukaryotes more than 1 billion years ago. There were probably several such inclusion events. Besides the well established endosymbiotic theory of the cellular origin of mitochondria and chloroplasts, there are theories that cells led to peroxisomes, spirochetes led to cilia and flagella, and that perhaps a DNA virus led to the cell nucleus, though none of them are widely accepted. Archaeans, bacteria, and eukaryotes continued to diversify and to become more complex and better adapted to their environments. Each domain repeatedly split into multiple lineages. Around 1.1 Ga, the plant, animal, and fungi lines had split, though they still existed as solitary cells. Some of these lived in colonies, and gradually a division of labor began to take place; for instance, cells on the periphery might have started to assume different roles from those in the interior. Although the division between a colony with specialized cells and a multicellular organism is not always clear, around 1 billion years ago, the first multicellular plants emerged, probably green algae. Possibly by around 900 Ma true multicellularity had also evolved in animals. At first, it probably resembled today's sponges, which have totipotent cells that allow a disrupted organism to reassemble itself. As the division of labor was completed in the different lineages of multicellular organisms, cells became more specialized and more dependent on each other.

Суперконтиненты в протозое

Реконструкции движения тектонических плит за последние 250 миллионов лет (кенозойская и мезозойская эры) могут быть выполнены надежно с использованием сопоставления континентальных окраин, магнитных аномалий океанского дна и палеомагнитных полюсов. Морская кора более древнего возраста отсутствует, поэтому более ранние реконструкции сложнее. Палеомагнитные полюса дополняются геологическими данными, такими как орогенные пояса, отмечающие границы древних плит, и прежнее распространение флоры и фауны. Чем дальше в прошлое, тем меньше данных и тем сложнее их интерпретация, и тем более неопределенными становятся реконструкции. На протяжении истории Земли были периоды, когда континенты сталкивались, образуя суперконтинент, который впоследствии распадался на новые континенты. Около 1000–830 миллионов лет назад большая часть континентальной массы была объединена в суперконтинент Родиния. Родинии, возможно, предшествовали континенты раннего и среднего протерозоя, известные как Нуна и Колумбия. После распада Родинии около 800 миллионов лет назад континенты могли сформировать другой, кратковременный суперконтинент около 550 миллионов лет назад. Этот гипотетический суперконтинент иногда называют Паннотией или Вендией. Свидетельством его существования является фаза континентального столкновения, известная как панафриканская орогенеза, которая объединила континентальные массы современной Африки, Южной Америки, Антарктиды и Австралии. Существование Паннотии зависит от времени рифтинга между Гондваной (которая включала большую часть суши, расположенной сейчас в Южном полушарии, а также Аравийский полуостров и Индийский субконтинент) и Лаурентией (примерно соответствующей современной Северной Америке). По крайней мере, достоверно известно, что к концу протерозойского эона большая часть континентальной массы была объединена в районе Южного полюса.

Климат и жизнь позднего протерозоя

В конце протерозоя произошло по крайней мере два периода «Земли-снежка», настолько сильных, что поверхность океанов могла быть полностью скована льдом. Это случилось около 716,5 и 635 миллионов лет назад, в криогенийский период. Интенсивность и механизм обоих оледенений до сих пор изучаются и объяснить их сложнее, чем оледенение раннего протерозоя. Большинство палеоклиматологов полагают, что эпизоды похолодания были связаны с формированием суперконтинента Родиния. Аналогичным образом, во время периодов «Земли-снежка» большая часть континентальной поверхности была покрыта вечной мерзлотой, что вновь уменьшило химическое выветривание и привело к окончанию оледенений. Альтернативная гипотеза состоит в том, что из-за вулканических выбросов выделялось достаточное количество углекислого газа, что приводило к возникновению парникового эффекта и повышению глобальных температур. Усиление вулканической активности было связано с распадом Родинии примерно в то же время. За криогенийским периодом последовал эдиакарский период, характеризующийся быстрым развитием новых многоклеточных форм жизни. Неясно, существует ли связь между окончанием суровых ледниковых периодов и увеличением разнообразия жизни, но это кажется не случайным совпадением. Новые формы жизни, известные как эдиакарская биота, были крупнее и разнообразнее, чем когда-либо прежде. Хотя таксономия большинства эдиакарских организмов неясна, некоторые из них были предками современных групп. Важным достижением стало возникновение мышечных и нервных клеток. Ни у одного из эдиакарских ископаемых не было твердых частей тела, таких как скелеты. Они впервые появляются после границы между протерозойским и фанерозойским эонами, или эдиакарским и кембрийским периодами.

Фанерозойский эон

Фанерозой – это текущий эон на Земле, начавшийся приблизительно 538,8 миллиона лет назад. Он состоит из трех эр: палеозойской, мезозойской и кайнозойской.

Палеозойская эра ("древняя жизнь") была первой и самой продолжительной эрой фанерозойского эона, длившейся от 538,8 до 251,9 млн лет назад. Мезозойская эра ("средняя жизнь") продолжалась от 251,9 млн лет назад до 66 млн лет назад. Кайнозойская эра ("новая жизнь") началась Ma назад и подразделяется на палеоген, неоген и четвертичный периоды. Эти три периода далее делятся на семь подразделений: палеоген состоит из палеоцена, эоцена и олигоцена, неоген – из миоцена и плиоцена, а четвертичный – из плейстоцена и голоцена. Млекопитающие, птицы, земноводные, крокодилы, черепахи и лепидозавры пережили мел-палеогеновое вымирание, уничтожившее нептичьих динозавров и многие другие формы жизни, и именно в эту эру они диверсифицировались в свои современные формы.

Тектоника, палеогеография и климат

В конце протерозоя суперконтинент Паннотия распался на более мелкие континенты Лаврентия, Балтика, Сибирь и Гондвана. В периоды расхождения континентов формируется больше океанической коры за счет вулканической активности. Поскольку молодая вулканическая кора относительно горячее и менее плотное, чем старая океаническая кора, дно океана поднимается в такие периоды, что приводит к повышению уровня моря. Следовательно, в первой половине палеозоя значительные территории континентов находились под водой. Климат раннего палеозоя был теплее, чем сегодня, но в конце ордовика произошел кратковременный ледниковый период, во время которого ледники покрыли южный полюс, где располагался огромный континент Гондвана. Следы оледенения этого периода встречаются только на территории бывшей Гондваны. Во время позднего ордовикского оледенения произошло несколько массовых вымираний, в результате которых исчезли многие брахиоподы, трилобиты, бриозои и кораллы. Вероятно, эти морские виды не смогли приспособиться к понижению температуры морской воды. Континенты Лаврентия и Балтика столкнулись между 450 и 400 млн лет назад во время Каледонской орогенезии, образовав Лавруссию (также известную как Евроамерика). Следы горного пояса, образовавшегося в результате этого столкновения, можно найти в Скандинавии, Шотландии и северных Аппалачах. В девонский период (416–359 млн лет назад) Гондвана и Сибирь начали сближаться с Лавруссией. Столкновение Сибири с Лавруссией вызвало Уральскую орогенезию, а столкновение Гондваны с Лавруссией называется Варискской или Герцинской орогенезией в Европе и Аллегенской орогенезией в Северной Америке. Последняя фаза произошла в карбоновом периоде (359–299 млн лет назад) и привела к образованию последнего суперконтинента Пангеи. К 180 млн лет назад Пангея распалась на Лавразию и Гондвану.

Кембрийский взрыв

Скорость эволюции жизни, зафиксированная в окаменелостях, ускорилась в кембрийский период (542–488 млн лет назад). Внезапное появление множества новых видов, типов и форм в этот период называется кембрийским взрывом. Это была форма адаптивного излучения, при котором пустующие экологические ниши, оставленные вымершей эдиакарской биотой, были заполнены появлением новых типов. Биологическая активность в период кембрийского взрыва была беспрецедентной как до, так и после этого времени. Если формы жизни эдиакарской биоты кажутся примитивными и их трудно отнести к каким-либо современным группам, то к концу кембрия большинство современных типов уже существовали. Развитие твердых частей тела, таких как раковины, скелеты или экзоскелеты у животных, таких как моллюски, иглокожие, криноиды и членистоногие (хорошо известная группа членистоногих из нижнего палеозоя – трилобиты), облегчило сохранение и окаменелость этих форм жизни по сравнению с их протерозойскими предками. По этой причине о жизни в кембрийский период и после него известно гораздо больше, чем о жизни более ранних периодов. Некоторые из этих кембрийских групп кажутся сложными, но, по-видимому, значительно отличаются от современной жизни; примерами являются Anomalocaris и Haikouichthys. Однако в последнее время они, похоже, нашли свое место в современной классификации. В кембрийский период появились первые позвоночные животные, в том числе первые рыбы. Существо, которое могло быть предком рыб или, вероятно, было с ним тесно связано, – пикайя. У нее была примитивная хорда, структура, которая впоследствии могла развиться в позвоночный столб. Первые рыбы с челюстями (Gnathostomata) появились в следующем геологическом периоде – ордовике. Заселение новых экологических ниш привело к увеличению размеров тела. Таким образом, в раннем палеозое эволюционировали рыбы, увеличивающиеся в размерах, такие как титанический плакодерм Dunkleosteus, который мог вырастать до значительной длины. Разнообразие форм жизни не увеличилось значительно из-за серии массовых вымираний, которые определяют широко распространенные биостратиграфические единицы, называемые биомерами. После каждого импульса вымирания континентальный шельф вновь заселялся сходными формами жизни, которые, возможно, медленно эволюционировали в других местах. К концу кембрийского периода трилобиты достигли пика своего разнообразия и доминировали почти во всех ископаемых сообществах.

The rate of the evolution of life as recorded by fossils accelerated in the Cambrian period (542–488 Ma). The sudden emergence of many new species, phyla, and forms in this period is called the Cambrian Explosion. It was a form of adaptive radiation, where vacant niches left by the extinct Ediacaran biota were filled up by the emergence of new phyla. The biological fomenting in the Cambrian Explosion was unprecedented before and since that time. Whereas the Ediacaran life forms appear yet primitive and not easy to put in any modern group, at the end of the Cambrian most modern phyla were already present. The development of hard body parts such as shells, skeletons or exoskeletons in animals like molluscs, echinoderms, crinoids and arthropods (a well known group of arthropods from the lower Paleozoic are the trilobites) made the preservation and fossilization of such life forms easier than those of their Proterozoic ancestors. For this reason, much more is known about life in and after the Cambrian than about that of older periods. Some of these Cambrian groups appear complex but are seemingly quite different from modern life; examples are Anomalocaris and Haikouichthys. More recently, however, these seem to have found a place in modern classification. During the Cambrian, the first vertebrate animals, among them the first fishes, had appeared. A creature that could have been the ancestor of the fishes, or was probably closely related to it, was Pikaia. It had a primitive notochord, a structure that could have developed into a vertebral column later. The first fishes with jaws (Gnathostomata) appeared during the next geological period, the Ordovician. The colonisation of new niches resulted in massive body sizes. In this way, fishes with increasing sizes evolved during the early Paleozoic, such as the titanic placoderm Dunkleosteus, which could grow long. The diversity of life forms did not increase greatly because of a series of mass extinctions that define widespread biostratigraphic units called biomeres. After each extinction pulse, the continental shelf regions were repopulated by similar life forms that may have been evolving slowly elsewhere. By the late Cambrian, the trilobites had reached their greatest diversity and dominated nearly all fossil assemblages.

Колонизация земли

Накопление кислорода в результате фотосинтеза привело к образованию озонового слоя, который поглощал большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, что означало, что одноклеточные организмы, достигшие суши, имели меньше шансов погибнуть, а прокариоты начали размножаться и лучше адаптироваться к выживанию вне воды. Прокариотические линии, вероятно, колонизировали сушу уже 3 миллиарда лет назад, еще до возникновения эукариотов. Долгое время суша оставалась лишенной многоклеточных организмов. Суперконтинент Паннотия сформировался около 600 миллионов лет назад, а затем распался всего через 50 миллионов лет. Рыбы, самые ранние позвоночные, эволюционировали в океанах около 530 миллионов лет назад. Массовое вымирание произошло в конце кембрийского периода, который закончился 488 миллионов лет назад. Несколько сотен миллионов лет назад растения (вероятно, напоминающие водоросли) и грибы начали расти на границе воды, а затем и за ее пределами. Самые древние окаменелости наземных грибов и растений датируются 480–460 миллионами лет назад, хотя молекулярные данные указывают на то, что грибы могли колонизировать сушу уже 1000 миллионов лет назад, а растения – 700 миллионов лет назад. Первоначально оставаясь вблизи кромки воды, мутации и вариации привели к дальнейшей колонизации этой новой среды. Время появления первых животных на суше точно неизвестно: самые древние достоверные свидетельства – это наземные членистоногие около 450 миллионов лет назад, возможно, процветавшие и лучше адаптировавшиеся благодаря обильному источнику пищи, предоставляемому наземными растениями. Существуют также неподтвержденные данные о том, что членистоногие могли появиться на суше уже 530 миллионов лет назад.

Эволюция четвероногих

В конце ордовикского периода, 443 млн лет назад, произошли дополнительные события вымирания, возможно, из-за одновременного ледникового периода. Около 380–375 млн лет назад первые четвероногие эволюционировали от рыб. Плавники превратились в конечности, которые первые четвероногие использовали, чтобы поднимать головы из воды для дыхания воздухом. Это позволяло им жить в бескислородной воде или охотиться на мелкую добычу в мелководье. Позднее они могли ненадолго выходить на сушу. В конечном итоге некоторые из них настолько хорошо приспособились к наземному образу жизни, что проводили взрослую жизнь на суше, хотя вылуплялись в воде и возвращались, чтобы откладывать яйца. Так произошло происхождение земноводных. Около 365 млн лет назад произошел еще один период вымирания, возможно, в результате глобального похолодания. Растения развили семена, что значительно ускорило их распространение по суше примерно в это же время (около 360 млн лет назад). Примерно через 20 миллионов лет (340 млн лет назад) эволюционировало амниотическое яйцо, которое можно было откладывать на суше, обеспечивая преимущество в выживании эмбрионам четвероногих. Это привело к разделению амниот от земноводных. Еще через 30 миллионов лет (310 млн лет назад) произошло разделение синапсид (включая млекопитающих) и завропсид (включая птиц и рептилий). Другие группы организмов продолжали эволюционировать и расходиться – у рыб, насекомых, бактерий и так далее, но деталей об этом известно меньше. После очередного, наиболее сильного вымирания периода (251–250 млн лет назад) около 230 млн лет назад динозавры отделились от своих рептильных предков. Триасово-юрское вымирание 200 млн лет назад уберегло многих динозавров, и они вскоре стали доминирующими среди позвоночных. Хотя некоторые линии млекопитающих начали разделяться в этот период, существующие млекопитающие, вероятно, были небольшими животными, похожими на землероек. Граница между птичьими и нептичьими динозаврами нечеткая, но археоптерикс, традиционно считающийся одной из первых птиц, жил около 150 млн лет назад. Самые ранние свидетельства эволюции цветков у покрытосеменных относятся к меловому периоду, примерно через 20 миллионов лет (132 млн лет назад).

At the end of the Ordovician period, 443 Ma, additional extinction events occurred, perhaps due to a concurrent ice age. Around 380 to 375 Ma, the first tetrapods evolved from fish. Fins evolved to become limbs that the first tetrapods used to lift their heads out of the water to breathe air. This would let them live in oxygen poor water, or pursue small prey in shallow water. They may have later ventured on land for brief periods. Eventually, some of them became so well adapted to terrestrial life that they spent their adult lives on land, although they hatched in the water and returned to lay their eggs. This was the origin of the amphibians. About 365 Ma, another period of extinction occurred, perhaps as a result of global cooling. Plants evolved seeds, which dramatically accelerated their spread on land, around this time (by approximately 360 Ma). About 20 million years later (340 Ma), the amniotic egg evolved, which could be laid on land, giving a survival advantage to tetrapod embryos. This resulted in the divergence of amniotes from amphibians. Another 30 million years (310 Ma) saw the divergence of the synapsids (including mammals) from the sauropsids (including birds and reptiles). Other groups of organisms continued to evolve, and lines diverged—in fish, insects, bacteria, and so on—but less is known of the details. After yet another, the most severe extinction of the period (251~250 Ma), around 230 Ma, dinosaurs split off from their reptilian ancestors. The Triassic–Jurassic extinction event at 200 Ma spared many of the dinosaurs, and they soon became dominant among the vertebrates. Though some mammalian lines began to separate during this period, existing mammals were probably small animals resembling shrews. The boundary between avian and non avian dinosaurs is not clear, but Archaeopteryx, traditionally considered one of the first birds, lived around 150 Ma. The earliest evidence for the angiosperms evolving flowers is during the Cretaceous period, some 20 million years later (132 Ma).

Вымирания

Первым из пяти великих массовых вымираний было Ордовикско-Силурское вымирание. Возможной причиной стало интенсивное оледенение Гондваны, которое в конечном итоге привело к состоянию «Земля-снежок». Вымерло 60% морских беспозвоночных и 25% всех семейств. Второе массовое вымирание – Позднедевонское вымирание, вероятно, вызванное эволюцией деревьев, что могло привести к истощению парниковых газов или эвтрофикации вод. Вымерло 70% всех видов. Третье массовое вымирание – Пермское вымирание, или Великое вымирание, возможно, было вызвано сочетанием вулканической активности Сибирских траппов, удара астероида, высвобождения метановых гидратов, колебаний уровня моря и масштабного аноксического события. Кратер Уилкса в Антарктиде или структура Бедоута у северо-западного побережья Австралии могут указывать на связь с пермским вымиранием. Однако остаётся неясным, являются ли эти или другие предполагаемые кратеры на границе пермских и триасовых отложений реальными ударными кратерами и синхронны ли они с пермским вымиранием. Это было самое смертоносное вымирание в истории, уничтожило около 57% всех семейств и 83% всех родов. Четвертое массовое вымирание – Триасовое вымирание, в результате которого вымерли почти все синапсиды и архозавры, вероятно, из-за конкуренции с динозаврами. Пятое и самое недавнее массовое вымирание – Мел-палеогеновое вымирание. 66 миллионов лет назад астероид упал на Землю недалеко от полуострова Юкатан, в юго-западной части Лавразии, где сейчас находится кратер Чиксулуб. В атмосферу было выброшено огромное количество твердых частиц и паров, заблокировавших солнечный свет и подавивших фотосинтез. Вымерло 75% всех живых существ, включая нептичьих динозавров, что ознаменовало конец мелового периода и мезозойской эры.

Диверсификация млекопитающих

Первые настоящие млекопитающие эволюционировали в тени динозавров и других крупных архезавров, которые населяли мир к концу триасового периода. Первые млекопитающие были очень мелкими и, вероятно, вели ночной образ жизни, чтобы избежать хищников. Настоящая диверсификация млекопитающих началась лишь после мелово-палеогенового вымирания. К началу палеоцена Земля восстановилась после вымирания, и разнообразие млекопитающих возросло. Существа, подобные амбулоцету, осваивали океан, чтобы в конечном итоге эволюционировать в китов, а некоторые, такие как приматы, – деревья. Все изменилось в середине и конце эоцена, когда между Антарктидой и Австралией сформировалось околоантарктическое течение, которое нарушило погодные условия в глобальном масштабе. Бестравная саванна стала преобладать на большей части территории, и такие млекопитающие, как эндрюсарх, стали крупнейшими известными наземными хищными млекопитающими, а ранние киты, такие как базилозавр, завладели морями. Эволюция трав внесла значительные изменения в ландшафт Земли, и новые открытые пространства стимулировали увеличение размеров млекопитающих. Травы начали распространяться в миоцене, и именно в миоцене появились многие современные млекопитающие. Гигантские копытные, такие как парацератерий и динотерий, эволюционировали и стали доминировать на лугах. Эволюция трав также привела к тому, что приматы спустились с деревьев и началась эволюция человека. В это же время эволюционировали первые крупные кошки. Тетисское море закрылось в результате столкновения Африки и Европы. Формирование Панамского перешейка, возможно, было самым важным геологическим событием за последние 60 миллионов лет. Атлантические и Тихоокеанские течения были отрезаны друг от друга, что привело к образованию Гольфстрима и потеплению Европы. Сухопутный мост позволил изолированным животным Южной Америки мигрировать в Северную Америку и наоборот. Различные виды мигрировали на юг, что привело к появлению в Южной Америке лам, очковых медведей, кинкажу и ягуаров. Три миллиона лет назад началась эпоха плейстоцена, характеризующаяся резкими климатическими изменениями из-за ледниковых периодов. Ледниковые периоды привели к эволюции современного человека в Сахарской Африке и его расселению. Мегафауна, доминировавшая в то время, питалась на лугах, которые к тому времени охватили большую часть субтропического мира. Большое количество воды, заключенной в ледниках, привело к уменьшению и даже исчезновению некоторых водоемов, таких как Северное море и Берингов пролив. Многие полагают, что вдоль Берингии произошла масштабная миграция, поэтому сегодня в Северной Америке встречаются верблюды (эволюционировавшие и вымершие там же) и лошади (эволюционировавшие и вымершие там же), а также коренные американцы. Окончание последнего ледникового периода совпало с расширением человечества и массовым вымиранием мегафауны ледникового периода. Это вымирание получило название «Шестое вымирание».

The first true mammals evolved in the shadows of dinosaurs and other large archosaurs that filled the world by the late Triassic. The first mammals were very small, and were probably nocturnal to escape predation. Mammal diversification truly began only after the Cretaceous Paleogene extinction event. By the early Paleocene the Earth recovered from the extinction, and mammalian diversity increased. Creatures like Ambulocetus took to the oceans to eventually evolve into whales, whereas some creatures, like primates, took to the trees. This all changed during the mid to late Eocene when the circum Antarctic current formed between Antarctica and Australia which disrupted weather patterns on a global scale. Grassless savanna began to predominate much of the landscape, and mammals such as Andrewsarchus rose up to become the largest known terrestrial predatory mammal ever, and early whales like Basilosaurus took control of the seas. The evolution of grasses brought a remarkable change to the Earth's landscape, and the new open spaces created pushed mammals to get bigger and bigger. Grass started to expand in the Miocene, and the Miocene is where many modern day mammals first appeared. Giant ungulates like Paraceratherium and Deinotherium evolved to rule the grasslands. The evolution of grass also brought primates down from the trees, and started human evolution. The first big cats evolved during this time as well. The Tethys Sea was closed off by the collision of Africa and Europe. The formation of Panama was perhaps the most important geological event to occur in the last 60 million years. Atlantic and Pacific currents were closed off from each other, which caused the formation of the Gulf Stream, which made Europe warmer. The land bridge allowed the isolated creatures of South America to migrate over to North America, and vice versa. Various species migrated south, leading to the presence in South America of llamas, the spectacled bear, kinkajous and jaguars. Three million years ago saw the start of the Pleistocene epoch, which featured dramatic climatic changes due to the ice ages. The ice ages led to the evolution of modern man in Saharan Africa and expansion. The mega fauna that dominated fed on grasslands that, by now, had taken over much of the subtropical world. The large amounts of water held in the ice allowed for various bodies of water to shrink and sometimes disappear such as the North Sea and the Bering Strait. It is believed by many that a huge migration took place along Beringia which is why, today, there are camels (which evolved and became extinct in North America), horses (which evolved and became extinct in North America), and Native Americans. The ending of the last ice age coincided with the expansion of man, along with a massive die out of ice age mega fauna. This extinction is nicknamed "the Sixth Extinction".

Эволюция человека

Маленькая африканская обезьяна, жившая около 6 миллионов лет назад, была последним животным, потомки которого включали в себя как современных людей, так и их ближайших родственников – шимпанзе. Установить происхождение языка сложнее; неясно, мог ли говорить Homo erectus, или эта способность появилась только у Homo sapiens. С увеличением размера мозга дети стали рождаться раньше, до того как их головы становились слишком большими для прохождения через таз. В результате они проявляли большую пластичность, что давало им повышенную способность к обучению и требовало более длительного периода зависимости. Социальные навыки становились сложнее, язык – более развитым, а инструменты – более совершенными. Это способствовало дальнейшему сотрудничеству и интеллектуальному развитию. Считается, что современные люди (Homo sapiens) возникли около 200 000 лет назад или даже раньше в Африке; самые древние окаменелости датируются примерно 160 000 лет назад. Первыми, кто проявил признаки духовности, были неандертальцы (обычно классифицируемые как отдельный вид, не имеющий сохранившихся потомков); они хоронили своих умерших, часто без признаков пищи или инструментов. Однако свидетельства более сложных верований, такие как ранние пещерные рисунки кроманьонцев (вероятно, с магическим или религиозным значением), появились лишь 32 000 лет назад. Кроманьонцы также оставили каменные статуэтки, такие как Венера Виллендорфская, которые, вероятно, также символизировали религиозные верования. К 11 000 году до нашей эры Homo sapiens достигли южной оконечности Южной Америки, последнего необитаемого континента (за исключением Антарктиды, которая оставалась не открытой до 1820 года нашей эры). Использование инструментов и общение продолжали совершенствоваться, а межличностные отношения становились все более сложными.

История человечества

На протяжении более 90% своей истории Homo sapiens жил в небольших группах как кочевые охотники-собиратели. По мере того, как язык становился сложнее, способность запоминать и передавать информацию привела, согласно теории, предложенной Ричардом Докинсом, к новому репликатору: мему. Идеи могли быстро обмениваться и передаваться из поколения в поколение. Культурная эволюция быстро опередила биологическую эволюцию, и началась настоящая история. Между 8500 и 7000 годами до нашей эры люди в Плодородном полумесяце на Ближнем Востоке начали систематическое разведение растений и животных: сельское хозяйство. Оно распространилось в соседние регионы и развивалось независимо в других местах, пока большинство Homo sapiens не перешли к оседлому образу жизни в постоянных поселениях в качестве фермеров. Не все общества отказались от кочевничества, особенно в изолированных районах земного шара, бедных видами растений, пригодными для одомашнивания, таких как Австралия. Однако среди цивилизаций, принявших сельское хозяйство, относительная стабильность и возросшая продуктивность, обеспечиваемые земледелием, позволили населению расшириться. Сельское хозяйство оказало огромное влияние: люди начали воздействовать на окружающую среду как никогда прежде. Избыток пищи позволил возникнуть жреческому или правящему классу, за которым последовало дальнейшее разделение труда. Это привело к появлению первой цивилизации на Земле – в Шумере на Ближнем Востоке, между 4000 и 3000 годами до нашей эры. В Древнем Египте, долине реки Инд и Китае быстро возникли другие цивилизации. Изобретение письменности способствовало возникновению сложных обществ: ведение записей и библиотеки служили хранилищем знаний и увеличили культурную передачу информации. Люди больше не тратили все свое время на борьбу за выживание, что позволило появиться первым специализированным профессиям (например, ремесленникам, торговцам, жрецам и т.д.). Любопытство и образование стимулировали поиск знаний и мудрости, и возникли различные дисциплины, включая науку (в примитивной форме). Это, в свою очередь, привело к появлению все более крупных и сложных цивилизаций, таких как первые империи, которые иногда торговали друг с другом или воевали за территорию и ресурсы. Около 500 года до нашей эры существовали развитые цивилизации на Ближнем Востоке, в Иране, Индии, Китае и Греции, которые то расширялись, то приходили в упадок. В 221 году до нашей эры Китай объединился в единое государство, которое распространило свою культуру по всей Восточной Азии и остается самой густонаселенной страной в мире. В этот период в цивилизации долины Инда появились известные индуистские тексты, известные как Веды. Эта цивилизация развивалась в военном деле, искусстве, науке, математике и архитектуре. Основы западной цивилизации были в значительной степени сформированы в Древней Греции, с первым в мире демократическим правительством и значительными достижениями в философии и науке, а также в Древнем Риме с достижениями в области права, государственного управления и инженерии. Римская империя была христианизирована императором Константином в начале IV века и пришла в упадок к концу V века. Начиная с VII века, началась христианизация Европы, и по крайней мере с IV века христианство играло важную роль в формировании западной цивилизации. В 610 году был основан ислам и быстро стал доминирующей религией в Западной Азии. Дом мудрости был основан в Багдаде, Ирак, в эпоху Аббасидов. Он считался крупным интеллектуальным центром в период исламского Золотого века, где мусульманские ученые в Багдаде и Каире процветали с IX по XIII века, вплоть до монгольского разграбления Багдада в 1258 году нашей эры. В 1054 году произошел Великий раскол между Римско-католической и Восточной православной церквями, что привело к значительным культурным различиям между Западной и Восточной Европой. В XIV веке в Италии начался Ренессанс, ознаменованный достижениями в религии, искусстве и науке. В то время христианская церковь как политическая сила потеряла значительную часть своей власти. В 1492 году Христофор Колумб достиг Америки, что привело к значительным изменениям в Новом Свете. Европейская цивилизация начала меняться с 1500 года, что привело к научной и промышленной революциям. Этот континент начал оказывать политическое и культурное господство над человеческими обществами по всему миру, период, известный как колониальная эпоха (см. также Эпоха великих географических открытий). В XVIII веке культурное движение, известное как Эпоха Просвещения, еще больше сформировало мировоззрение Европы и способствовало ее секуляризации. С 1914 по 1918 год и с 1939 по 1945 год народы всего мира были вовлечены в мировые войны. Лига Наций, созданная после Первой мировой войны, стала первым шагом к созданию международных институтов для мирного разрешения споров. После того, как она не смогла предотвратить Вторую мировую войну, самую кровопролитную войну в истории человечества, ее заменили Организацией Объединенных Наций. После войны было образовано много новых государств, получивших независимость или объявивших о ней в период деколонизации. Демократический капиталистический Соединенные Штаты и социалистический Советский Союз на некоторое время стали доминирующими сверхдержавами мира, и они вели идеологическое, часто насильственное соперничество, известное как Холодная война, до роспуска последнего. В 1992 году несколько европейских стран объединились в Европейский союз. По мере улучшения транспорта и связи экономики и политическая жизнь стран мира становятся все более взаимосвязанными. Эта глобализация часто порождает как конфликты, так и сотрудничество.

Throughout more than 90% of its history, Homo sapiens lived in small bands as nomadic hunter gatherers. As language became more complex, the ability to remember and communicate information resulted, according to a theory proposed by Richard Dawkins, in a new replicator: the meme. Ideas could be exchanged quickly and passed down the generations. Cultural evolution quickly outpaced biological evolution, and history proper began. Between 8500 and 7000 BC, humans in the Fertile Crescent in the Middle East began the systematic husbandry of plants and animals: agriculture. This spread to neighboring regions, and developed independently elsewhere, until most Homo sapiens lived sedentary lives in permanent settlements as farmers. Not all societies abandoned nomadism, especially those in isolated areas of the globe poor in domesticable plant species, such as Australia. However, among those civilizations that did adopt agriculture, the relative stability and increased productivity provided by farming allowed the population to expand. Agriculture had a major impact; humans began to affect the environment as never before. Surplus food allowed a priestly or governing class to arise, followed by increasing division of labor. This led to Earth's first civilization at Sumer in the Middle East, between 4000 and 3000 BC. Additional civilizations quickly arose in ancient Egypt, at the Indus River valley and in China. The invention of writing enabled complex societies to arise: record keeping and libraries served as a storehouse of knowledge and increased the cultural transmission of information. Humans no longer had to spend all their time working for survival, enabling the first specialized occupations (e. g. craftsmen, merchants, priests, etc.). Curiosity and education drove the pursuit of knowledge and wisdom, and various disciplines, including science (in a primitive form), arose. This in turn led to the emergence of increasingly larger and more complex civilizations, such as the first empires, which at times traded with one another, or fought for territory and resources. By around 500 BC, there were advanced civilizations in the Middle East, Iran, India, China, and Greece, at times expanding, at times entering into decline. In 221 BC, China became a single polity that would grow to spread its culture throughout East Asia, and it has remained the most populous nation in the world. During this period, famous Hindu texts known as vedas came in existence in Indus valley civilization. This civilization developed in warfare, arts, science, mathematics and architecture. The fundamentals of Western civilization were largely shaped in Ancient Greece, with the world's first democratic government and major advances in philosophy and science, and in Ancient Rome with advances in law, government, and engineering. The Roman Empire was Christianized by Emperor Constantine in the early 4th century and declined by the end of the 5th. Beginning with the 7th century, Christianization of Europe began, and since at least the 4th century Christianity has played a prominent role in the shaping of Western civilization. In 610, Islam was founded and quickly became the dominant religion in Western Asia. The House of Wisdom was established in Abbasid era Baghdad, Iraq. It is considered to have been a major intellectual center during the Islamic Golden Age, where Muslim scholars in Baghdad and Cairo flourished from the ninth to the thirteenth centuries until the Mongol sack of Baghdad in 1258 AD. In 1054 AD the Great Schism between the Roman Catholic Church and the Eastern Orthodox Church led to the prominent cultural differences between Western and Eastern Europe. In the 14th century, the Renaissance began in Italy with advances in religion, art, and science. At that time the Christian Church as a political entity lost much of its power. In 1492, Christopher Columbus reached the Americas, initiating great changes to the new world. European civilization began to change beginning in 1500, leading to the scientific and industrial revolutions. That continent began to exert political and cultural dominance over human societies around the world, a time known as the Colonial era (also see Age of Discovery). In the 18th century a cultural movement known as the Age of Enlightenment further shaped the mentality of Europe and contributed to its secularization. From 1914 to 1918 and 1939 to 1945, nations around the world were embroiled in world wars. Established following World War I, the League of Nations was a first step in establishing international institutions to settle disputes peacefully. After failing to prevent World War II, humankind's bloodiest conflict, it was replaced by the United Nations. After the war, many new states were formed, declaring or being granted independence in a period of decolonization. The democratic capitalist United States and the socialist Soviet Union became the world's dominant superpowers for a time, and they held an ideological, often violent rivalry known as the Cold War until the dissolution of the latter. In 1992, several European nations joined in the European Union. As transportation and communication improved, the economies and political affairs of nations around the world have become increasingly intertwined. This globalization has often produced both conflict and cooperation.

Последние события

Изменения продолжались стремительными темпами с середины 1940-х годов и до наших дней. Технологические достижения включают в себя ядерное оружие, компьютеры, генную инженерию и нанотехнологии. Экономическая глобализация, обусловленная прогрессом в области коммуникаций и транспорта, оказала влияние на повседневную жизнь во многих странах мира. Культурные и институциональные формы, такие как демократия, капитализм и экологическое движение, приобрели растущее влияние. Возросли основные проблемы и вызовы, такие как болезни, войны, бедность, насильственный экстремизм и, в последнее время, изменение климата, вызванное деятельностью человека, в связи с ростом населения Земли. В 1957 году Советский Союз запустил первый искусственный спутник на орбиту, а вскоре после этого Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе. Американский астронавт Нил Армстронг первым ступил на поверхность другого небесного тела – Луны. Беспилотные аппараты были отправлены ко всем известным планетам Солнечной системы, некоторые из них (например, два космических аппарата "Вояджер") покинули пределы Солнечной системы. Пять космических агентств, представляющих более пятнадцати стран, объединили усилия для строительства Международной космической станции. На её борту с 2000 года непрерывно присутствует человек в космосе. Всемирная паутина вошла в повседневную жизнь в 1990-х годах и с тех пор стала незаменимым источником информации в развитых странах.