元古宙: 地质年代的一个宙

元古宙的英文名称Proterozoic源自希腊语词根protero-（意思是“更早”）与zoic-（意思是“动物”），因为其是生命史上奠定生物演化方向的重要时期——能屏障紫外线照射地表的臭氧层成形于元古宙，地球历史上对生物圈造成重创并迫使生物多样性彻底大洗牌的两次全球性大冰期（休伦大冰期和成冰纪大冰期）也都发生在这个时期。最早的内共生、真核生物、多细胞生物和有性繁殖以及最早的原虫、藻类和动物也都出现于元古宙。

元古宙时期已经发现了许多微生物、原虫、真菌和藻类化石，因此也被称為菌藻时代。

最早的真核生物在古元古代出现，源自大氧化事件后好氧真细菌寄居在厌氧古菌的内膜系统内最终变成线粒体的内共生事件。在中元古代，真核生物再次和被胞吞掉的蓝绿菌发生内共生使其变成叶绿体，能够光合作用的真核生物——原始质体生物（广义上的藻类）也因此出现，并在之后数亿年间逐渐取代了蓝绿菌成为地球生物圈主要的氧气和有机物生产者，直到在显生宙古生代才被陆地植物的爆发所取代。

在元古宙末期的埃迪卡拉纪出现了阿瓦隆大爆发，大量软体多细胞生物涌现发生演化辐射，出现了最早的多孔动物、刺胞动物和两侧对称动物（包括已灭绝的前分节动物和原始的软体动物、环节动物、泛节肢动物和棘皮动物），但这些动物都不具有能形成化石的矿化骨骼，因此只留下少量遗迹化石。这也使得后世的古生物学界曾一度错误的认为前寒武纪没有复杂生物存在。

元古宙早期的大气氧气含量逐步提高，但在地表还原剂物质如铁、硫被氧化耗尽之前，游离态氧气的占比不会很高。23亿年前，大气中氧气含量仅为1%-2% 。这一过程持续至条状铁层沉积停止，并在8.5亿年前陆壳完成氧化，大气中氧含量才开始暴增。

因为氧化反应和不间断的光合作用消耗了大量大气甲烷和二氧化碳减弱了温室效应，加上太阳辐射和地热活动的波动，元古宙在早期和中期都发生了全球性的大冰期，世界各地（包括赤道）都发现了冰川遗迹，如元古宙末期成冰纪的雪球地球時期。新元古代至少有四次全球冰期，如马林诺冰期（英语：Marinoan glaciation）、斯图尔特冰期等。

元古宙也曾发生广泛的地壳运动，在前期是地球主要的造山时期。在中国北方为呂梁構造期。元古宙时期的地层中蕴藏有丰富的铁矿、铜矿和稀土金属矿物。元古宙时期全球大陆继续增生。元古宙开始了超大陆旋回。现代大陆地壳的43%形成于元古宙，39%形成于太古宙，仅18%形成于显生宙。对花岗岩放射性定年表明，元古宙有五次大陆增生时期，但规模一次比一次小。

元古宙地层比较完整，较少变质，陆间海沉积分布广泛。元古宙前半时间占支配地位的是哥伦比亚大陆。形成于20亿-18亿年前，在13亿年前解体。罗迪尼亚大陆存在于新元古代（11.5亿到7亿年前），以劳亚大陆（今北美大陆）为核心，格林威尔造山运动（英语：Grenville orogeny）形成了阿巴拉契亚山脉。

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