冥古宙

地球始于地狱般的、持续了6亿年的冥古宙。有一种假说认为，月球是在地球与另一颗原行星的撞击中形成的，这颗原行星带来的水形成了大气和海洋。尽管地球看起来很荒凉，但在冥古宙末期，地球生物最古老的共同祖先出现了，生命进化的史诗也由此拉开了序幕。

地球在诞生之初是难以辨认的。大约46亿年前，围绕新生的太阳旋转的尘埃颗粒聚集在一起并相互碰撞，形成了包括地球在内的第一批原行星。这一过程持续了大约2 000万年，而这仅仅是地质时间中的一瞬。此时的地球既炽热又混乱，还不断遭到其他原行星和小行星的撞击，所以大部分地表处于熔融状态。岩浆中的重金属下沉形成地核，进而产生了地球磁场。冥古宙这个名称来自古希腊神话中的冥王哈迪斯（Hades），因为这一时期的恶劣环境让人联想到地狱。在冥古宙的大部分时间里，地表温度超过了200℃，大气中几乎没有氧气，自然也就无法形成臭氧层，这意味着地球遭受着来自暴怒的太阳的致命辐射，因此，此时的地球不适合生命生存。

慢慢地，地球冷却下来，并形成了地壳。在冥古宙末期，地壳开始移动，板块运动随之开启。一天，即地球自转一圈，从最初的4个小时逐渐延长到了10个小时。此时，太阳的亮度只有今天的70%，月球离地球也更近，在天空中显得硕大无比。大量小行星撞击着地球和早期太阳系中的其他星体，这方面的证据来自坑坑洼洼的月球，它受到了最严重的撞击。在过去的50年里，科学家在澳大利亚、加拿大和丹麦的格陵兰岛发现了冥古宙时期的岩石，这些岩石大多通过板块运动实现了循环再生。

研究人员认为，地球上的第一个生命可能出现在冥古宙末期，不过目前尚未找到相关的化石证据。这个生命被称为最初的共同祖先（Last Universal Common Ancestor，简称LUCA），地球上的生命都由它进化而来，而它自己则有可能源于化学反应，某些化学反应产生了简单的有机化合物，其中就有构成生命的组件。科学家利用包括单细胞生命在内的现存物种的基因组来研究共同祖先，并通过分子钟分析来追溯这些生命模式，计算基因突变的数量，从而找出生命之树上不同分支的分裂时间。在早期地球上发育的无数个原始细胞中，只有一个谱系的原始细胞存活了下来，这个简单生命不断分化，为复杂生命的出现创造了条件，并逐渐改变了地球。

月球的诞生

大约在44亿年前，一颗名为忒伊亚（Theia）的原行星与地球相撞，月球由此诞生。当时，大部分地表处于熔融状态，岩石中的水和地表水蒸发、遇冷凝结后形成了最初的大气，并留下了二氧化碳、氢气和水蒸气。撞击产生的碎片绕着地球旋转，最终凝聚成了月球。月球最初也处于熔融状态，但只用了不到100年的时间就通过冷却和凝固形成了一个“小铁芯”。该起源假说的证据来自其上的岩石，它们与地球上的岩石具有相同的氧含量。

与忒伊亚相撞也许是地球早期历史上最重要的事件。这次撞击可能导致了地球轴线倾斜，这23.5度的倾斜产生了四季，高纬度地区则会周期性地避开不断变热的太阳。这次撞击也形成了月球，有了月球，地球上才出现了潮汐。月球与地球之间最初的距离几乎是现在的1/20。由于潮汐力的减弱，月球以每年约4厘米的速度缓慢地向太空飘移，地球自转变慢，而月球自转变快，最终月球被向外抛出去。随着月球离地球越来越远，研究显示，地球上的一天每45亿年就会延长约19个小时。

海洋与生命

海洋是生命的摇篮，但海洋并不总是存在于地球上。目前我们还不清楚最初的水来自哪里，毕竟地球在诞生之初温度太高，不可能存在液态水。最初的水可能源自地球与富含水的小行星和原行星的撞击，其中包括形成月球的那次撞击。

尽管处于熔融状态的地表温度很高，但巨大的大气压力阻止了早期海洋水分的蒸发。然而，由于地球的质量较小，水可以摆脱地表的引力，轻松地流到太空。在地诞生后，海洋可能经历了数次从形成到几乎消失的过程。在地球形成后的最初10亿年里，地球失去的水量至少相当于一片海洋。

到了44亿年前，地球已经冷却到足以形成永久性的海洋和持续性的降雨。此时，海洋覆盖了地球表面的71%，当大陆板块相互漂移时，水甚至融入了地壳、地幔和地核的矿物当中。据估计，地球内部储存的水可能是地表的3倍之多。