Lịch sử hình thành Trái đất

1 LỊCH SỬ TRÁI ĐẤT Trái Đất được hình thành cùng với Hệ Mặt Trời. Mặt Trời, các hành tinh và hành tinh lùn trong Hệ Mặt Trời. Hệ Mặt Trời ban đầu tồn tại như một đám mây bụi và khí lớn, quay tròn, gọi là tinh vân Mặt Trời. Tinh vân này gồm hydro và heli và những nguyên tố hóa học nặng hơn khác được tạo ra từ vụ nổ của các ngôi sao rất nặng đã chết trước đó. Vào khoảng 4,6 tỷ năm trước một ngôi sao ở gần tinh vân Mặt Trời bắt đầu trở thành một siêu tân tinh. Vụ nổ supernova này đã gây sóng chấn động nén ép tinh vân Mặt Trời. Lực hấp dẫn và quán tính làm đám mây của Hệ Mặt trời trở nên phẳng dẹt như hình dạng một cái đĩa. Phần lớn khối lượng tập trung vào tâm và nóng lên. Khi trọng lực làm cho vật chất cô đặc lại xung quanh các tâm bụi, phần còn lại của đĩa bắt đầu phân tán thành những vành đai bụi và thiên thạch. Các mảnh nhỏ va chạm vào nhau, chồng chất nhau kết thành những mảnh lớn hơn... Những mảnh nằm cách tâm khoảng 150 triệu km sẽ tạo thành Trái Đất. Khi Mặt Trời ngày càng cô đặc lại sẽ nóng lên đến mức đủ lớn sẽ kích hoạt phản ứng tổng hợp nhiệt hạch và phát sáng như ngày nay. 2 Minh họa đĩa bồi tiền hành tinh đang hình thành quanh một hệ sao đôi. Niên đại địa chất được sử dụng bởi các nhà địa chất để miêu tả thời gian và quan hệ của các sự kiện đã diễn ra trong lịch sử Trái Đất. Khái niệm này cũng có thể được dùng để miêu tả các sự kiện của vật thể khác trong vũ trụ ví dụ như niên đại địa chất của Mặt Trăng; bài viết này chỉ tập trung vào niên đại địa chất trên Trái Đất. Các nhà địa chất cho rằng Trái Đất hình thành cách đây khoảng 4.570 triệu năm. Khoảng thời gian địa chất trong quá khứ của Trái Đất tạo thành thang thời gian địa chất có các cấp tính từ cao xuống thấp là liên đại (eon), đại (era), kỷ (period), thế (epoch), kỳ (age) và thời (chron) khác nhau, tương ứng với thang phân vị địa tầng: liên giới, giới, hệ, thống, bậc và đới. Nhưng cần lưu ý đây hà hai hệ thống khác nhau. Ví dụ một đại là khoảng thời gian liên tục nhất định trong lịch sử Trái Đất, trong khi địa tầng tương ứng của đại đó (nghĩa là giới) ở một khu vực nào đó thì là các lớp đá có niên đại thuộc đại này nhưng có thể không liên tục, bị đứt đoạn hay mất tích. 3 Tóm tắt: Niên đại địa chất: Liên đại (Eon) Đại (Era) Kỷ (Period) Thế (Epoch) Thời gian Liên đại Hỏa Thành (Hadean Eon) Đại Cryptic (Cryptic Era) 4.56b - 4.50b Đại các Nhóm Lòng chảo (Basin Groups Era) 4.50b - 3.95b Đại Nectaris (Nectarian Era) 3.95b - 3.85b Đại Imbrium Sớm (Early Imbrian Era) 3.85b - 3.80b Liên đại Thái Cổ (Archean Eon) Đại Tiền Thái Cổ (Eoarchean Era) 3.80b - 3.60b Đại Cổ Thái Cổ (Paleoarchean Era) 3.60b - 3.20b Đại Trung Thái Cổ (Mesoarchean Era) 3.20b - 2.80b Đại Tân Thái Cổ (Neoarchean Era) 2.80b - 2.50b Liên đại Nguyên Sinh Đại Cổ Nguyên Sinh Kỷ Thành Thiết (Siderian) 2.50b - 2.30b Kỷ Tằng Xâm (Rhyacian) 2.30b - 2.05b 4 (Proterozoic Eon) (Paleoproterozoic Era) Kỷ Tạo Sơn (Orosirian) 2.05b - 1.80b Kỷ Cố Kết (Statherian) 1.80b - 1.60b Đại Trung Nguyên Sinh (Mesoproterozoic Era) Kỷ Cái Tằng (Calymmian) 1.60b - 1.40b Kỷ Duyên Triển (Ectasian) 1.40b - 1.20b Kỷ Hiệp Đái (Stenian) 1.20b - 1.00b Đại Tân Nguyên Sinh (Neoproterozoic Era) Kỷ Lạp Thân (Tonian) 1.00b - 850m Kỷ Thành Băng (Cryogenian) 850m - 635m Kỷ Ediacara (Ediacaran) 635m - 542m Liên đại Hiển Sinh (Phanerozoic Eon) Đại Cổ Sinh (Paleozoic Era) Kỷ Cambri (Cambrian) 542m - 490m Kỷ Ordovic (Ordovician) 490m - 442m Kỷ Silur (Silurian) 442m - 415m Kỷ Devon (Devonian) 415m - 359m Kỷ Than đá (Carboniferous) Thế Mississippi 359m - 318m Thế Pensyvania 318m - 299m Kỷ Permi (Permian) 299m - 251m Đại Trung Sinh (Mesozoic Era) Kỷ Tam Điệp (Triassic) 251m - 199m Kỷ Jura (Jurassic) 199m - 145m Kỷ Phấn Trắng (Cretaceous) 145m - 65m Đại Tân Sinh (Cenozoic Era) Kỷ Đệ Tam hạ (Paleogen) Thế Paleocen 65m - 56m Thế Eocen 56m - 34m Thế Oligocen 34m - 23m Kỷ Đệ Tam thượng (Neogen) Thế Miocen 23m - 5.33m Thế Pliocen 5.33m - 1.80m 5 Kỷ Đệ Tứ (Neogen) Thế Pleistocen 1.80m - 10000y Thế Holocen 10000y - present 1. Liên đại Thái Viễn Cổ hay Hỏa Thành (Hadean): 3.800-4.500 triệu năm trước. Liên đại Hỏa Thành trải dài từ khi bắt đầu hình thành Trái Đất và kết thúc vào khoảng 3.800 triệu năm trước, mặc dù niên đại của nó dao động rất mạnh trong các nguồn tài liệu địa chất khác nhau. Tên gọi "Hadean" có nguồn gốc từ Hades, nó gợi ra hình ảnh của âm phủ hoặc là ám chỉ tới các điều kiện trên Trái Đất vào thời gian đó. Các văn bản cũ hơn đơn giản chỉ gọi liên đại này là Tiền- Thái Cổ, trong khi trong phần lớn thời gian của thế kỷ 19 và 20 thì thuật ngữ "Azoic" (tức vô sinh - nghĩa là không có hoặc trước sự sống) nói chung hay được sử dụng. Cuộc oanh tạc lớn muộn đã diễn ra trong thời kỳ Hỏa Thành và ảnh hưởng tới cả Trái Đất lẫn Mặt Trăng. Những vụ phun trào núi lửa diễn ra thường xuyên trong buổi đầu lịch sử Trái đất. Một lượng nước đáng kể có lẽ đã có mặt trong vật chất tạo ra Trái Đất. Các phân tử nước có lẽ đã thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất cho đến khi bán kính của Trái Đất đạt tới khoảng 40% kích thước ngày nay, và nước (cùng các nguyên tố dễ bay hơi khác) có lẽ đã được giữ lại sau thời điểm này. Một phần 6 của hành tinh non trẻ này có lẽ đã bị phá vỡ bởi một va chạm để tạo nên Mặt Trăng, nó có lẽ được gây ra bởi sự nóng chảy của của một hoặc hai khu vực lớn. Các thành phần hiện nay không phù hợp với sự nóng chảy hoàn toàn, và va chạm đó rất khó để có thể nung chảy hoàn toàn và trộn lẫn các khối đá khổng lồ. Nghiên cứu về Ziricon đã phát hiện ra rằng nước ở trạng thái lỏng lỏng có thể đã tồn tại từ khoảng 4.400 Ma, rất sớm sau sự hình thành của Trái Đất. Điều này chứng tỏ có sự hiện diện của khí quyển. Hydro và Hêli có lẽ vẫn tiếp tục bị mất khỏi bầu khí quyển này, nhưng sự thiếu vắng các khí trơ nặng hơn trong khí quyển ngày nay đã gợi ý rằng có lẽ đã có một điều gì đó mang tính thảm họa đã xảy ra với bầu khí quyển ban đầu này. Tuy nhiên, một phần đáng kể các vật chất có lẽ đã bị hóa hơi bởi va chạm này, tạo thành một bầu khí quyển dày đặc hơi đá xung quanh hành tinh non trẻ. Đá bốc hơi có lẽ đã ngưng tụ trong phạm vi khoảng 2.000 năm, để lại sau lưng nó các chất dễ bay hơi còn nóng bỏng, tạo ra một bầu khí quyển dày CO2 cùng hydro và hơi nước. Các đại dương chứa nước lỏng có lẽ đã tồn tại mặc dù nhiệt độ bề mặt ở mức khoảng 230 °C, dưới áp suất khí quyển rất lớn của CO2. Khi quá trình nguội đi được tiếp diễn, các sự lún sụt của đất và sự hòa tan trong nước biển đã loại bỏ phần lớn CO2 ra khỏi khí quyển nhưng nồng độ của nó dao động một cách dữ dội do bề mặt mới và các chu trình tạo lớp vỏ Trái Đất đã xuất hiện. 1.1 Đại Cryptic hay đại Bí ẩn: 4.100-4.500 triệu năm trước. Đây là đại cổ nhất của liên đại Hỏa Thành , và nói chung được chấp nhận là bắt đầu vào khoảng 4.567,17 triệu năm trước khi Trái Đất và Mặt Trăng hình thành. Không tồn tại các mẫu vật có niên đại vào khoảng thời gian chuyển tiếp từ đại Cryptic sang đại kế tiếp theo là đại Nhóm Lòng chảo của Mặt Trăng, mặc dù đôi khi người ta cho rằng nó kết thúc vào khoảng 4.150 triệu năm trước đối với một hoặc cả hai thiên thể này. 7 Minh họa đĩa bồi tiền hành tinh Đại này là bí ẩn là do có rất ít chứng cứ địa chất còn tồn tại từ thời gian này. Phần lớn các hình thái đất đá thời kỳ này có lẽ đã bị phá hủy trong thời kỳ bắn phá ban đầu, hay bị phá hủy bởi các hiệu ứng của các kiến tạo địa tầng sau này. Trong thời kỳ này, Trái Đất được bồi đắp để lớn dần lên, các phần bên trong của nó phân hóa và bề mặt nóng chảy của nó bắt đầu đông đặc lại. Sự va chạm (giả thuyết trong Thuyết va chạm khổng lồ) đã dẫn tới sự hình thành của Mặt Trăng cũng diễn ra vào thời kỳ này. Các khoáng chất cổ nhất đã biết là của thời kỳ này. Về nguồn gốc của Mặt trăng, đa số bằng chứng tồn tại ủng hộ giả thuyết "Sự va chạm dữ dội". Theo đó, Trái đất không phải là hành tinh duy nhất được tạo thành ở khoảng cách 150 triệu km từ Mặt trời. Giả thuyết này cho rằng đã tồn tại "một tập vật chất" ở khoảng cách 150 triệu km so với cả Trái đất và Mặt trời. Hành tinh này được gọi là Theia, nó nhỏ hơn so với Trái đất, có cùng kích thước và khối lượng như Sao Hoả. Quỹ đạo của nó ban đầu là ổn định nhưng về sau khi Trái đất ngày càng có khối lượng lớn hơn sau khi thu thập thêm vật chất ở xung quanh, thì quỹ đạo của Theia trở nên bất ổn định. Theia đu đưa theo Trái đất cho tới khi cách nay khoảng 4.533 tỷ năm, nó đã va chạm vào Trái đất. Do tốc độ tương đối chậm và góc va chạm nhỏ không đủ để nó tiêu diệt Trái đất, nhưng một phần đáng kể của lớp vỏ Trái đất đã bị bắn ra. Những phần tử nặng từ Theia chìm sâu vào vỏ Trái đất, trong khi những phần còn lại và vật chất phóng ra đã tập hợp lại thành một vật thể duy nhất trong không gian. Dưới ảnh hưởng của trọng lực nó trở thành một vật thể có hình cầu: đó là Mặt trăng ngày nay. Sự va chạm này đã làm thay đổi trục của Trái đất làm nó nghiêng đi 8 23,5°, trục quay nghiêng gây ra mùa trên Trái đất. Có thể nó cũng đã làm tốc độ quay của Trái đất tăng thêm và khởi động những kiến tạo địa tầng. Hình ảnh giả định về hành tinh Theia hình thành tại điểm L5 của Trái đất, sau đó bị mất ổn định bởi trọng lực, lao vào Trái đất hình thành nên Mặt trăng. 1.2 Đại các nhóm Lòng chảo (Basin Groups): 3.920-4.100 triệu năm trước. Việc tạo ra các đơn vị phân chia nhỏ của đại Nhóm Lòng chảo là việc xếp đặt 30 thung lũng va chạm Tiền Nectar thành 9 nhóm niên đại tương đối. Niên đại tương đối của lòng chảo đầu tiên trong mỗi nhóm dựa trên mật độ của hố và các quan hệ chồng chập, trong khi các lòng chảo khác được đưa vào dựa trên các lớp đất đá yếu hơn. Nhóm lòng chảo 1 không có niên đại chính thức cho lớp đáy của nó, và ranh giới giữa nhóm lòng chảo 9 và kỷ Nectaris được xác định bằng sự hình thành của lòng chảo va chạm Nectaris. 9 Mặt sáng của Mặt trăng - các Basin 1.3 Đại kỷ Nectaris (Nectarian): Niên đại của lòng chảo Nectaris ở một mức độ nào đó là gây bất đồng, với con số thường xuyên được trích dẫn đưa ra giá trị 3,92 tỷ năm (Ga), hay không thường xuyên được trích dẫn là 3,85 Ga. Tuy nhiên, gần đây người ta cho rằng lòng chảo Nectaris trên thực tế có thể cổ hơn nhiều và có lẽ đã được hình thành vào khoảng 4,1 Ga. Các nhóm lòng chảo không được sử dụng như là các thời kỳ địa chất tại bất kỳ bản đồ địa chất Mặt Trăng nào. 1.4 Đại kỷ Imbrium Sớm (Lower Imbrian): khoảng 3.800-3.850 triệu năm trước, cùng niên đại với sự xuất hiện của biển Imbrium (biển Mưa) trên Mặt Trăng. Nó gối lên khoảng thời gian kết thúc của sự kiện bắn phá mạnh muộn của khu vực bên trong của hệ Mặt Trời. Các va chạm đã tạo ra lòng chảo biển Imbrium diễn ra vào đầu kỷ. Các lòng chảo lớn khác thống lĩnh phía bên trái của Mặt Trăng (chẳng hạn Crisium, Tranquilitatis, Serenitatis, Fecunditatis và Procellarum) cũng đã được hình thành trong thời kỳ này. Các lòng chảo này được nhồi đầy các loại đá bazan chủ yếu trong kỷ Imbrium Muộn tiếp theo. Trước khi diễn ra kỷ Imbrium Sớm là giai đoạn thuộc kỷ Nectaris. 10 2. Liên đại Thái Cổ (Archean/Archaean/Archeozoic) hay Vô Sinh (Azoic): Vào đầu thời kỳ Thái Cổ, nhiệt của Trái Đất gần như đã cao gấp 3 lần so với ngày nay, và vào khoảng cỡ 2 lần cao hơn so với mức bức xạ nhiệt ở đầu liên đại Nguyên Sinh. Lượng nhiệt dư thừa này có thể là tàn dư từ sự lớn dần lên của hành tinh, một phần là nhiệt của sự hình thành của phần lõi sắt, và rất có thể một phần là do nhiệt sinh ra từ các hạt nhân có chu kỳ bán rã ngắn như urani-235. Phần lớn các loại đá thời Thái Cổ nếu tồn tại đều là các loại đá lửa biến chất, phần lớn trong đó là đá xâm nhập. Hoạt động núi lửa là tương đối tích cực hơn ngày nay, với hàng loạt các điểm nóng và thung lũng do rạn nứt, với sự phun trào của các dung nham bất thường như komatiit. Các loại đá lửa xâm nhập như các vỉa nóng chảy lớn và các khối đá sâu đồ sộ chứa granit, diorit, các xâm nhập thành lớp dạng siêu mafic tới mafic, anorthosit và monzonit được biết đến như là sanukitoid thống lĩnh trong suốt các tàn dư vùng im lìm kết tinh của lớp vỏ Trái Đất thời Thái Cổ mà còn tồn tại tới ngày nay. Trái Đất thời kỳ đầu Thái Cổ có thể có kiểu kiến tạo khác biệt. Một số nhà khoa học cho rằng do Trái Đất là nóng hơn, và hoạt động kiến tạo địa tầng là mãnh liệt hơn so với ngày nay, nên kết quả là có một tốc độ tái sinh các vật liệu lớp vỏ lớn hơn. Điều này có thể ngăn cản quá trình tạo vùng im lìm và sự hình thành của các châu lục cho tới khi lớp phủ nguội đi và sự đối lưu bị chậm lại. Các nhà khoa học khác lại cho rằng lớp phủ thạch quyển tiểu lục địa là quá nổi để có thể ẩn chìm và sự thiếu vắng của các loại đá thời Thái Cổ là do tác động xói mòn của các sự kiện kiến tạo tiếp theo sau đó. Câu hỏi về có hay không có hoạt động kiến tạo địa tầng nào đã tồn tại trong thời Thái Cổ là lĩnh vực hoạt động tích cực của các nghiên cứu địa chất học hiện đại. Không tồn tại các châu lục lớn cho tới tận cuối thời kỳ Thái Cổ; các tiền- châu lục nhỏ là quy phạm chung, chúng bị ngăn chặn không cho kết hợp thành các khối lớn hơn do tốc độ cao của hoạt động địa chất. Các tiền lục địa giàu fenzit này có lẽ đã được tạo ra tại các điểm nóng hơn là tại các khu vực ẩn chìm, từ các nguồn đa dạng như: sự phân hóa do lửa của các loại đá mafic để tạo thành các loại đá trung gian và đá fenzit, macma mafic dễ nóng chảy hơn đá fenzit và thúc đẩy quá trình granit hóa các loại đá trung gian, nóng chảy một phần của đá mafic, cũng như từ sự thay đổi biến chất của đá fenzit trầm tích. Các mảng lục địa như thế có thể không được bảo tồn nếu chúng không đủ nổi hay đủ may mắn để tránh các đới ẩn chìm mạnh mẽ. Một diễn giải khác cho sự thiếu vắng chung các loại đá thời kỳ đầu Thái Cổ (trên 3.800 Ma) là khối lượng các mảnh vụn ngoài hệ Mặt Trời đã hiện diện bên trong hệ Mặt Trời khi đó. Thậm chí ngay sau khi hình thành hành tinh thì một lượng lớn các tiểu hành tinh và thiên thạch vẫn còn tồn tại, và chúng bắn phá Trái Đất thời kỳ đầu cho tới khoảng 3.800 Ma. Sự bắn chặn cụ thể của các 11 vật thể va chạm lớn được biết đến như là sự bắn phá mạnh muộn cố thể đã ngăn chặn bất kỳ mảng vỏ lớn nào không cho chúng hình thành bằng cách làm tan vỡ các tiền lục địa ban đầu theo đúng nghĩa đen của cụm từ này. Khí quyển thời Thái Cổ dường như không có ôxy tự do. Nhiệt độ dường như đã ở gần mức như ngày nay trong khoảng 500 Ma của sự hình thành Trái Đất, với nước ở dạng lỏng đã tồn tại, do sự tồn tại của các loại đá trầm tích trong các loại đá gơnai bị biến dạng cao. Các nhà thiên văn học cho rằng Mặt Trời khi đó đã tối hơn khoảng 33%, và điều này có thể đã góp phần hạ thấp nhiệt độ tổng thể của Trái Đất hơn so với dự kiến. Đây là suy nghĩ để phản ánh các lượng lớn hơn của các khí nhà kính so với các giai đoạn muộn hơn trong lịch sử Trái Đất. Vào cuối thời kỳ Thái Cổ, khoảng 2.600 Ma, hoạt động kiến tạo địa tầng có thể đã gần giống như ngày nay. Các lòng chảo trầm tích được bảo tồn khá tốt và chứng cứ của các vòng cung núi lửa, các vết nứt nội châu lục, các va chạm lục địa-lục địa và các sự kiến kiến tạo sơn trải rộng toàn cầu đã cho thấy sự gắn kết và phá hủy của một và có lẽ là của vài siêu lục địa. Nước dạng lỏng là phổ biến, và các lòng chảo đại dương sâu được biết là đã tồn tại do sự hiện diện của các lớp thành hệ sắt dải, đá phiến silic, các trầm tích hóa học và các lớp đệm bazan. Sự sống có lẽ đã hiện diện trong suốt liên đại Thái Cổ, nhưng có lẽ chỉ hạn chế trong các dạng sinh vật đơn bào không nhân, gọi là sinh vật nhân sơ (Prokaryota hay trước đây làMonera); do không thấy có bất kỳ hóa thạch nào của sinh vật nhân chuẩn (Eukaryota), mặc dù chúng có thể đã tiến hóa trong liên đại này và đơn giản là không để lại hóa thạch. Tuy nhiên, không có chứng cứ hóa thạch cũng tồn tại cho các sinh vật siêu nhỏ nội bào như các virus. 2.1 Đại Tiền Thái Cổ (Eo-archean): khoảng 3.600-3.800 triệu năm trước. Siêu lục địa đầu tiên Vaalbara có lẽ đã xuất hiện trong thời kỳ này. 12 Cảnh quan của Đại tiền Thái cổ - núi lửa ở khắp nơi, bầu trời màu da cam (nhiều metan), biển màu lục (nhiều sắt) 2.2 Đại Cổ Thái Cổ (Paleo-archean): khoảng 3.200-3.600 triệu năm trước. Dạng sự sống cổ nhất đã biết, các hóa thạch vi khuẩn được bảo tồn khá tốt có niên đại trên 3.460 Ma tại miền tây Australia là thuộc về đại này. 2.3 Đại Trung Thái Cổ (Meso-archean): khoảng 2.800-3.200 triệu năm trước. Các hóa thạch từ Australia chỉ ra rằng các tấm đệm vi khuẩn lam dưới dạng stromatolit đã sống trên Trái Đất kể từ thời kỳ thuộc đại Trung Thái Cổ này. Siêu lục địa Ur có lẽ đã hình thành trong giai đoạn này. 13 Thành tạo dải sắt, Australia. 2.4 Đại Tân Thái Cổ (Neo-archean): khoảng 2.500-2.800 triệu năm trước. Sự quang hợp giải phóng ôxy lần đầu tiên đã xuất hiện trong giai đoạn này (khoảng 2.700 Ma) và nó là nguyên nhân của thảm họa ôxy xảy ra sau này trong đại Cổ Nguyên Sinh (khoảng 2.400 Ma) do sự tích tụ gây ngộ độc của ôxy trong khí quyển Trái Đất, được các sinh vật quang tự dưỡng, đã tiến hóa trong đại này, giải phóng ra. 3. Liên đại Nguyên Sinh hay Nguyên Cổ (Proterozoic): khoảng 540-2.500 triệu năm trước. Đây là một thời kỳ có các thay đổi lớn về địa chất của Trái Đất. Mảng kiến tạo cuối cùng đã hình thành trong thời kỳ này. Các bằng chứng đầu tiên của sự sống đa bào và sinh sản hữu tính từ khoảng 1,2 tỷ năm trước, ở giữa liên đại Nguyên Sinh. Trái đất nguội đi nhanh chóng, và trong thời gian cuối liên đại đã hoàn toàn đóng băng. Sự sống đa bào phức tạp lần đầu tiên xuất hiện. 14 Liên đại Nguyên Sinh bao gồm ba đại địa chất, từ cổ nhất tới trẻ nhất là: - Đại Cổ Nguyên Sinh (Paleoproterozoic) - Đại Trung Nguyên Sinh (Mesoproterozoic) - Đại Tân Nguyên Sinh (Neoproterozoic) Các sự kiện chính đã được xác định khá tốt là: - Sự quá độ sang khí quyển giàu ôxy trong đại Trung Nguyên Sinh. - Một vài thời kỳ băng hà hóa, bao gồm cả quả cầu tuyết Trái Đất trong kỷ Cryogen ở cuối đại Tân Nguyên Sinh. - Kỷ Ediacara (635 tới 542 Ma) được đặc trưng bằng sự tiến hóa của các sinh vật đa bào thân mềm khá phổ biến. 15 Đá trầm tích liên đại Nguyên Sinh hạ từ Bolivia, Nam Mỹ Một trong những sự kiện quan trọng nhất của liên đại Nguyên Sinh là sự tích lũy ôxy trong khí quyển Trái Đất. Mặc dù sự giải phóng ôxy do quang hợp từ thời kỳ Thái Cổ là điều không còn nghi ngờ gì nữa, nhưng trong thời kỳ đó sự tích tụ ôxy chưa đủ lớn cho đến khi quá trình chìm lắng hóa học của các chất như lưu huỳnh và sắt không bị ôxi hóa đã được thực hiện xong. Vào khoảng 2,3 tỷ năm trước, ôxy trong khí quyển có lẽ chỉ đạt được mức khoảng 1-2% của mức như ngày nay. Các tạo thành sắt theo dải, cung cấp phần lớn các quặng sắt trên thế giới, cũng là lắng đọng hóa học đáng chú ý. Phần lớn các tích tụ đã giảm mạnh sau 1.900 Ma, hoặc là do sự gia tăng của ôxy hoặc là thông qua sự phối trộn của các cột nước đại dương. Các địa tầng màu đỏ do hematit, một chỉ báo cho thấy sự gia tăng của ôxy trong khí quyển 2 tỷ năm trước; chúng không được tìm thấy trong các tầng đá cổ hơn. Sự tích tụ ôxy có lẽ là do 2 yếu tố: sự nhồi đầy của các chất chìm lắng hóa học và sự gia tăng của sự chôn vùi cacbon, nó cô lập các hợp chất hữu cơ mà nếu không thì chúng rất dễ dàng bị ôxi hóa bởi ôxy trong khí quyển. 16 Các lớp vỏ đá rắn của Trái Đất (thạch quyển) nằm trên một vùng đá nóng bán chảy có độ nhớt cao (quyển mềm), trong đó các dòng phát sinh nhiệt được mô tả như hình trên. Tại điểm nơi hai dòng đối lưu gặp nhau, thạch quyển bị tách ra, tạo thành các đại dương. Dung nham phun trào ở khu vực này sẽ tạo ra đáy đại dương mới (thể hiện bằng màu nâu sẫm). Sự tác động lên thạch quyển theo cách này gây ra áp lực lớn bên trên làm một số khu vực chìm