Історія Землі описує найважливіші події та основні етапи розвитку планети Земля від часу її утворення і до наших днів. Майже всі галузі природознавства зробили свій внесок у розуміння основних подій минулого Землі. Вік Землі становить приблизно одну третину віку Всесвіту. За цей проміжок часу відбулась величезна кількість біологічних та геологічних змін.
Земля утворилася близько 4,60 млрд років тому шляхом акреції з протопланетного диску, дископодібної маси газу та пилу, які залишились від утворення Сонця, яка і дала початок Сонячній системі. Вулканічна дегазація створила первинну атмосферу, але в ній майже не було кисню і вона була б токсичною для людей і сучасного життя в цілому. Більша частина Землі була розплавленою через активний вулканізм та часті зіткнення з іншими космічними об'єктами. Одне з таких великих зіткнень, згідно з припущеннями, призвело до нахилу земної осі й формуванню Місяця. Згодом такі космічні бомбардування припинилися, що й дало змогу планеті охолонути й утворити тверду кору. Доставлена на планету кометами й астероїдами вода сконденсувалась у хмари та океани. Земля стала придатною для життя,а найбільш ранні його форми збагатили атмосферу киснем. Принаймні перший мільярд років життя на Землі існувало в малих і мікроскопічних формах. Приблизно 580 млн років тому виникло складне багатоклітинне життя, а під час кембрійського періоду воно пережило процес швидкої диверсифікації в більшість основних типів. Майже 6 млн років тому від гомінід відділилась лінія гомініні, що привело до появи шимпанзе (наших найближчих родичів) і згодом — сучасної людини.
Від часу формування планети на ній безперервно відбуваються біологічні й геологічні зміни. Організми розвиваються, набувають нові форми або вимирають. Процес тектоніки плит відіграє важливу роль у формуванні океанів і континентів Землі, а також життя, якому вони дають притулок. Біосфера, в свою чергу, істотно вплинула на атмосферу та інші абіотичні умови на планеті, такі, як утворення озонового шару, поширення кисню, а також створення ґрунту. Хоча люди не здатні сприймати це через відносно короткий період їхнього життя, зміни тривають і триватимуть упродовж наступних мільярдів років.
Геохронологічна шкала
Історія Землі в хронологічному порядку, організована в таблицю, відома як геохронологічна шкала. Шкала поділена на інтервали на основі стратиграфічного аналізу.
Формування Сонячної системи
Стандартною моделлю формування Сонячної системи (в тому числі Землі) є гіпотеза сонячної туманності. Згідно з цією теорією Сонячна система утворилася з великої хмари міжзоряного пилу й газу, що оберталася (вона називається сонячною туманністю). Хмара складалася з водню й гелію, утворених невдовзі після Великого вибуху 13,7 млрд років тому, і більш важких елементів, викинутих надновими. Приблизно 4,5 млрд років тому туманність почала скорочуватись, можливо, це спричинила ударна хвиля наднової неподалік. Ударна хвиля також могла бути створена обертанням туманності. Коли хмара почала прискорюватись, її кутовий момент, гравітація та інерція сплюснули її в протопланетний диск перпендикулярно до її осі обертання. Внаслідок зіткнень великих уламків один з одним почали формуватися протопланети, що оберталися навколо центру туманності.
Речовина в центрі туманності, не маючи великого кутового моменту, стиснулася і нагрілася, через це почався ядерний синтез водню в гелій. Після ще більшого скорочення, зірка типу T Тельця спалахнула й перетворилася на Сонце. Тим часом у внутрішній області туманності гравітація викликала процес конденсації навколо збурення густини й частинок пилу, а друга частина протопланетного диску почала розділятися на кільця. У процесі, відомому як акреція, частинки пилу й уламки злипаються разом у більші фрагменти, утворюючи планети. Так формується Земля майже 4,60 млрд років тому (з похибкою 1 %). Цей процес в основному завершився 10–20 млн років тому. Сонячний вітер новоутвореної зірки типу Т Тельця очистив більшу частину матерії на диску, яка ще не сконденсувалася в більших тілах. Той самий процес створюватиме акреційні диски навколо майже всіх новоутворених зірок у Всесвіті, у деяких з цих зірок з'являться планети.
Прото-Земля збільшилася за рахунок акреції, поки її поверхня була достатньо гарячою, щоб розплавляти важкі, сидерофільні елементи. Метали, маючи вищу густину, ніж силікати, занурилися всередину Землі. Ця призвела до розділення на примітивну мантію і металічне ядро через лише 10 млн років після того, як планета почала формуватися, створивши шарувату структуру Землі і сформувавши її магнітне поле.Charles Frankel, 1996, Volcanoes of the Solar System, Cambridge University Press, pp. 7—8, ISBN 0-521-47770-0 Перша атмосфера Землі, захоплена з сонячної туманності, складалася з легких (атмофільних) елементів сонячної туманності, переважно водню й гелію. Поєднання сонячного вітру і високої температури поверхні новоутвореної планети стали причиною втрати частини атмосфери, внаслідок чого в ній тепер відсоткове співвідношення цих елементів до більш важких є нижчим, ніж у космічному просторі.
Геологічна історія Землі
Геологічна історія Землі — послідовність подій у її розвитку як планети: від утворення гірських порід, виникнення й руйнування форм рельєфу, занурення суші під воду, відступання моря, зледеніння, до появи і зникнення тварин і рослин та інших подій геохронологічної шкали часу. Шкала створювалася здебільшого на основі вивчення шарів гірських порід планети (стратиграфія).
Спочатку Земля була розплавлена й розжарена через сильний вулканізм та часті зіткнення з іншими тілами. Та згодом зовнішній шар планети охолоджується і перетворюється на земну кору. Трохи пізніше, в результаті зіткнення по дотичній з небесним тілом, розміром, як Марс, і масою до 10 % земної, утворився Місяць. У підсумку більша частина речовини об'єкта, що вдарився, і частина речовини земної мантії були викинуті на навколоземну орбіту. З цих уламків зібрався прото-Місяць і почав обертатися по орбіті з радіусом майже 60 000 км. Земля після удару стала швидше обертатися, здійснюючи один оберт за 5 годин, і помітно нахилилася її вісь обертання. Дегазація та вулканічна активність створили першу атмосферу на Землі. Конденсація водяної пари, а також лід з комет, що зіштовхувалися із Землею, утворили океани.
Упродовж сотень мільйонів років поверхня планети весь час змінювалася, континенти формувались і розпадались. Вони мігрували по поверхні, іноді об'єднуючись і формуючи суперконтинент. Приблизно 750 млн років тому суперконтинент Родинія, найбільш ранній з відомих, почав розпадатися. Пізніше (600—540 млн років тому) континенти сформували Паннотію і нарешті — Пангею, яка розпалася 180 млн років тому.
Сучасна льодовикова ера почалася майже 40 млн років тому й посилилася наприкінці пліоцену. Полярні регіони відтоді зазнали повторюваних циклів зледеніння й танення, які повторювались через кожні 40–100 тис. років. Остання льодовикова епоха поточного льодовикового періоду закінчилась близько 10 000 років тому.
Вік Землі
Вік Землі — час, який минув після утворення Землі як самостійного планетарного тіла. Згідно з сучасними науковими даними вік Землі становить 4,60 млрд років . Ці дані ґрунтуються на радіометричному датуванні віку метеоритної речовини й узгоджуються з віком найстаріших земних і місячних зразків.
Після наукової революції і розвитку методів радіометричного датування віку виявилось, що чимало зразків мінералів має вік понад мільярд років. Найстарші з досі знайдених — дрібні кристали циркону з у Західній Австралії — їхній вік щонайменше 4404 млн років. На основі порівняння маси і світимості Сонця та інших зірок було зроблено висновок, що Сонячна система не може бути набагато старшою від цих кристалів. Конкреції, багаті кальцієм та алюмінієм, які трапляються в метеоритах — найстаріші відомі зразки, які сформувалися в межах Сонячної системи: їхній вік 4568 млн років, що дає можливість встановити вік Сонячної системи й верхню межу віку Землі. Існує гіпотеза, що формування Землі почалось невдовзі після утворення кальцій-алюмінієвих конкрецій та метеоритів. Оскільки точний час утворення Землі невідомий і різні моделі дають розбіжності від кількох мільйонів до 100 млн років, точний вік планети важко визначити. Крім того, важко визначити абсолютно точний вік найстаріших порід, що виходять на поверхню Землі, оскільки вони складені з мінералів різного віку.
Історія життя на Землі
Історія життя на Землі почалася від часу появи першої живої істоти — 3,7 млрд років тому — і триває досі. Подібність між усіма організмами вказує на наявність спільного предка, від якого походить решта живих істот.
Ціанобактеріальні мати та археї були домінантною формою життя на початку архейського еону і були величезним еволюційним кроком того часу — abstract with link to free full content (PDF). Кисневий фотосинтез, який з'явився майже 2500 млн років тому, зрештою призвів до оксигенації атмосфери, яка почалася приблизно 2400 млн років тому. Найбільш ранні свідчення еукаріот датуються 1850 млн років тому, хоча, можливо, вони з'явились раніше — диверсифікація еукаріот прискорилась, коли вони почали використовувати кисень у метаболізмі. Пізніше, приблизно 1700 млн років тому, почали з'являтися багатоклітинні організми з диференційованими клітинами для виконання спеціалізованих функційBonner, J.T. (1998) The origins of multicellularity. Integr. Biol. 1, 27-36.
Майже 1200 млн років тому з'являються перші водорості, а вже приблизно 450 млн років тому — перші вищі рослини«The oldest fossils reveal evolution of non-vascular plants by the middle to late Ordovician Period (~450-440 m.y.a.) on the basis of fossil spores» Transition of plants to land . Безхребетні тварини з'явилися в едіакарійському періоді, а хребетні виникли 525 млн років тому під час кембрійського вибуху.
Під час пермського періоду з великих хребетних переважали синапсиди — можливі предки ссавців, але події пермського вимирання (251 млн років тому) знищили 96 % усіх морських видів і 70 % наземних видів хребетних, у тому числі й синапсидів . У періоді відновлення після цієї катастрофи, архозаври стали найбільш поширеними наземними хребетними і витіснили терапсид у середині тріасу. Наприкінці тріасу архозаври дали початок динозаврам, які домінували впродовж юрського та крейдового періодів. Предки ссавців у той час були невеликими комахоїдними тваринами. Після крейдово-палеогенового вимирання 65 млн років тому всі динозаври вимерли, залишивши після себе еволюційну гілку, яка пішла від них — птахів. Після цього ссавці почали швидко збільшуватися в розмірах і різноманітності, оскільки тепер з ними майже ніхто не конкурував. Такі масові вимирання, можливо, прискорювали еволюцію, надаючи можливість новим групам організмів до диверсифікації.
Викопні рештки показують, що квіткові рослини з'явилися в ранньому крейдовому періоді (130 млн років тому) і, ймовірно, допомогли еволюціонувати запилюючим комахам. Суспільні комахи з'явилися приблизно в той же час, що й квіткові рослини. Хоча перші займають лише невелику частину «родоводу» комах, нині вони становлять більше половини їхньої загальної кількості.
Люди належать до приматів, які почали ходити вертикально 6 млн років тому. Хоча розмір мозку їхніх предків був приблизно таким самим, як і в інших гомінід, наприклад, шимпанзе, він почав збільшуватися 3 млн років тому.
Катархей та архей
Перший еон в історії Землі, Катархей, починається з формування Землі і триває до архейського еону 3,8 млрд років тому. Найдавніші знайдені на Землі породи датуються приблизно 4,0 млрд років, а найстаріший уламковий кристал циркону в скелі близько 4,4 млрд років, невдовзі після утворення земної кори і самої Землі. Гіпотеза гігантського зіткнення для формування Місяця стверджує, що невдовзі після формування початкової кори прото-Земля зіткнулася з меншою протопланетою, внаслідок чого в космос була викинута частина мантії і кори та утворився Місяць.