地球已经有45.7亿年历史了，20亿年前的时候地球25.7亿岁。科学家为了更好地描述地质史，对地质年代进行了划分，由大到小是：宙—代—纪—世。例如，地球分四个宙：冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙，恐龙时代是显生宙—中生代—侏罗纪和白垩纪，我们目前处在显生宙—新生代—第四纪—全新世。20亿年前地球处在元古宙—古元古代—造山纪。

一天15个小时

45.3亿年前，太阳的一颗行星——忒亚星与地球相撞，被地球俘获成为卫星，就是我们的月球。从此以后地球的自转轴稳定下来，但自转也因月球的潮汐作用越来越慢。20亿年前，地球的一天——也即自转周期，大约15个小时，相应的，一年有590天。

太空中看地球和月球

月球的公转也在逐渐放缓，并且以每年3.8厘米的速度远离地球，现在月球离地球38.4万千米，20亿年前只有一半，再加上地球上主要都是海洋，当时潮汐作用一定更频繁而且强烈，涨潮时涨得更高，退潮时退得更远。

原核生物向真核生物过渡

20亿年前的地球还没有动物和植物，但也并非完全不毛之地。地球上最原始的生命，早在元古宙之前的太古宙就在海洋中诞生了，距今已有38亿年，当时是一些厌氧的细菌，属于原核生物，即没有细胞核的生物。

低等真核生物草履虫，细胞核清晰可见

早期生命进化非常缓慢，十几亿年都没什么变化。过去有观点认为最早的真核生物（具有细胞核的生物，我们人类和动物、植物都是真核生物）出现于16亿年前，但一块21亿年前的化石上就有了类似于藻类的生物，这意味着真核生物的出现比我们之前认为的早得多。

细胞的能量中心：线粒体

20亿年前，一种真核厌氧生物吞噬了一种变形菌，但没有彻底将其消化吸收，被吞噬的细菌仍在主体细胞里存活和繁殖，最终形成了内部共生关系。被吞噬的细菌最终成为真核生物的一个细胞器，作为呼吸中心和产能中心，这就是线粒体。

大气的改造

今天金星和火星的大气中95%以上都是二氧化碳，早期的地球也是这样的。后来能进行光合作用的蓝细菌出现，消耗二氧化碳产生氧气。这最初没有引起大气中氧浓度的上升，因为海洋中溶解了大量的二价铁，这些亚铁离子将氧气还原生成铁氧化合物，沉淀于海底，浅绿色（亚铁离子的颜色）海洋逐渐变得清澈，光合作用得以在更深的水层中进行。

大氧化之前形成的铁矿床

海洋中亚铁离子的耗尽用了十几亿年，到距今24亿年前左右，亚铁离子完全被氧化，氧气开始溶解于海水，并释放于大气。大气中氧含量达到了4%（今天是21%），这称为大氧化事件。氧气对当时的厌氧生物来说是有毒的，大量厌氧生物死亡，只有极少数适应有氧环境活了下来，好氧生物开始繁盛。

融化的雪球

从地球诞生到20亿年前，太阳光强度比今天弱30%到20%，要不是温室效应，地球可能常年都是零下几十摄氏度，液态水冻结，生命将难以维持。所幸当时地球的大气含有大量的二氧化碳和甲烷（如今二氧化碳只占0.03%，甲烷微乎其微），这些是非常强大的温室气体，维持了地球的温暖环境和液态水，生命得以生存繁衍。

然而，蓝细菌不断消耗二氧化碳产生氧气，大气中的氧气又缓慢地将甲烷氧化。距今24亿年前，随着温室气体的减少，加上当时太阳光强度只有今天的85%，几万年间地球温度就下降到了-50℃，整个地球被冰封，地球进入第一个也是持续时间最长的冰期——休伦冰期，从距今24亿年前持续到21亿年前，长达三亿年。

北极冰川，休伦冰期整个地球都是这样

白雪皑皑的地球将更多太阳光反射回太空，形成了正反馈效应，地球变冷的趋势似乎不可逆转。所幸地球内部依然活跃，火山释放的二氧化碳和甲烷终于有一天冲破了冰盖，这些温室气体几万年就将地球解冻。

20亿年前，雪球地球已经解冻，地球处于间冰期，但从大氧化事件到6亿年前，地球一直处在一个相对较冷的状态，经历了多次从冰封到解冻的过程。

哥伦比亚超大陆的诞生

早期地球内部比现在热，火山远比今天活跃，当时地质运动有两种方式：垂直运动和水平运动。垂直运动是大陆板块内部的沉陷，而水平运动是大陆板块的碰撞。从25亿年前元古宙开始，地质垂直运动不复存在，只剩下水平运动一种了，各大板块得以逐渐稳定。

哥伦比亚超大陆

距今21亿年前到18亿年前，发生了第一次全球规模的板块碰撞和造山运动，结果是形成了地质史上第一块超大陆——哥伦比亚超大陆。当然，当时的陆地上没有任何生命，甚至连土壤都没有，是一片岩石的世界。在这之后不同板块又经过了多次的分分合合，海陆布局才成了现在这个样子。

值得一提的是，距今20.2亿年前，一颗很大的小行星——远大于造成恐龙灭绝的那颗，撞击到今天的南非位置，产生了弗里德堡陨石坑，这是地球上已知最早而且最大的陨石坑。陨星产生的尘埃遮天蔽日，想必当时有不少原始细菌因此而灭亡。

弗里德堡陨石坑

总 结

一天只有15个小时，以二氧化碳、甲烷为主的大气正在被改造为以氮气、氧气为主，最原始的真核生物已经出现，线粒体刚刚在细胞中安家，大量厌氧细菌已经消亡，好养细菌正在繁盛，走出休伦冰期的雪球地球已经融化，大规模的板块碰撞和造山运动正在发生，哥伦比亚超大陆即将形成，这就是20亿年前的地球。

20亿年前的地球，看似一片荒芜，实则生机勃勃，生命赖以生存的海洋广袤无垠，氧气越来越丰富，太阳光线越来越温暖，原始生命生生不息，更复杂的生物正在某处孕育，一切都在向好的方向发展。