地球大歷史/丁禾

隕石群撞擊

• 四十億年前，微生物開始出現在地球的海洋中。
• 三十九億年前，隕石群撞擊地球，其中包含數顆直徑四百公里以上的隕石，足以把地球表面整個燒熔，海洋全部蒸發。

生物是如何存活的？

1. 科學家在古鹽礦密封的海水中發現兩億多年前的細菌，給予養料培育數月後，細菌又活了過來，說明細菌可休眠極長的時間。
2. 科學家在地下三千公尺的礦坑中發現許多在地上沒見過的微生物，說明微生物有能力自行滲透到三千多公尺的地下。
3. 科學家用超級電腦推估直徑四百公里隕石撞擊地球產生的能量，發現熱能最多只能傳到地下一千公尺。

• 結論：深藏在地下的細菌進入休眠狀態，等待隕石群過去，地上冷卻下來後再復甦繁衍，重回地表。

兩次大冰期

第一次大冰期

• 成因：最原始的微生物代謝出的氣體是甲烷。地球靠甲烷的溫室效應保溫。藍綠藻出現後，大量氧氣出現，與甲烷反應，產生二氧化碳和水。二氧化碳的保溫效果比甲烷低，於是地球開始急速降溫，從赤道到兩極全部冰凍。
• 結束：火山持續噴發，輸送二氧化碳到大氣中，因為岩石被冰封起來，沒有風化效應( CO2 + H2O +CaCo3 = Ca(HCO3) )，二氧化碳持續堆積在大氣中，回復足以讓氣溫維持到冰點以上的溫室效應。
• 後果
  1. 冰融後，高溫海水形成超級大颱風，將海底的營養鹽攪到淺海，大氣中也積了足夠的二氧化碳，藍綠藻開始行光合作用，產生大量氧氣，將大氣中的氧含量提升到百分之一。
  2. 氧氣使原核生物發展出能獲得更多能量的有氧呼吸，最終演化成更複雜的真核生物。

第二次大冰期

• 成因：羅迪尼亞超大陸移到赤道，大量原先覆蓋在大陸上的冰雪融化，開始風化，消耗巨量二氧化碳。地球溫室氣體不足，再度陷入冰期。
• 結束：火山持續噴發，輸送二氧化碳到大氣中，因為岩石被冰封起來，沒有風化效應( CO2 + H2O +CaCo3 = Ca(HCO3) )，二氧化碳持續堆積在大氣中，回復足以讓氣溫維持到冰點以上的溫室效應。
• 後果
  1. 冰融後，高溫海水形成超級大颱風，將海底的營養鹽攪到淺海，大氣中也積了足夠的二氧化碳，真核的藻類開始行光合作用，產生大量氧氣，將大氣中的氧含量提升到百分之二十。
  2. 氧氣含量提升使真核生物有餘裕合成更多膠原蛋白，形成長達數十公分的多細胞生物，帶來兩次生物潮：艾迪卡拉生物和寒武紀大爆發，其中寒武紀大爆發奠定了現在動物發展的雛型。