Yerküre tarihi

Bu madde yerküre tarihinin bilimsel kanıtları hakkındadır. İnsanlığın tarihi için insanlık tarihi sayfasına bakınız.

Yerküre tarihi, oluşumundan günümüze kadar Dünya gezegeninin gelişimi ile ilgilenir. Doğa bilimlerinin neredeyse bütün dalları, sürekli jeolojik değişim ve biyolojik evrim ile nitelenen Dünya'nın geçmişindeki ana olayların anlaşılmasına katkıda bulunmuştur.

Uluslararası sözleşme ile tanımı yapılmış olan jeolojik zaman cetveli, Dünya'nın oluşumundan günümüze kadarki geniş zaman dilimlerini gösterir ve bütün bölümleri Yerküre tarihinin bazı kayda değer olaylarının kaydı niteliğindedir (şekilde görülen myö kısaltması milyon yıl önce anlamına gelir). Dünya, evrenin yaşının yaklaşık üçte biri kadarlık bir süre önce, 4,54 milyar yıl önce, güneş nebulasının yığımasıyla oluştu. Volkanik gaz çıkışı büyük olasıkla ilk atmosferi ve ardından okyanusu meydana getirdi ancak ilk atmosfer neredeyse hiç oksijen içermemekteydi. Yerkürenin büyük çoğunluğu, Dünya'nın diğer gökcisimleriyle sık gerçekleşen çarpışmaları nedeniyle erimiş hâldeydi. Dünya en erken evresindeyken (Erken Dünya), Theia adlı gezegen büyüklüğünde bir gökcismiyle çarpışmasının sonucunda Ay'ın oluştuğu düşünülmektedir. Dünya'nın zaman içinde soğuması katı bir kabuk oluşumuna neden oldu ve yüzeyde suyun sıvı hâlde bulunabilmesini sağladı.

Hadeen üst zamanı, yaşama dair güvenilir bir kayıttan (yani fosiller) önceki zamana verilen isimdir; Yerküre'nin oluşumuyla başlamış ve 4 milyar yıl önce sona ermiştir. Hadeen'den sonra gelen Arkeen ve Proterozoyik zamanlarda Dünya'da evrim ve yaşam başladı. Bunlardan sonra gelen üst zaman Fanerozoyik üst zamandır ve kendi içinde üç zamana ayrılır. Bunlar sırasıyla eklembacaklıların, balıkların ve karadaki ilk yaşamın çağı olan Paleozoyik; kuş olmayan dinozorların yükselişi ve kitlesel yok oluşunu kapsayan Mezozoyik ve memelilerin yükselişinin gerçekleştiği Senozoyik zamandır. Diğer canlılardan ayırt edilebilir düzeydeki insanlar en fazla 2 milyon yıl kadar önce, yani jeolojik zaman ölçeğinde yok denecek kadar küçük bir dönemde ortaya çıktı.

Dünya üzerinde yaşamın tartışmasız en eski kanıtı, yeryüzünün eriyik hâlde bulunduğu Hadeen üst zamanı takiben Dünya'da bir jeolojik kabuğun katılaşmaya başladığı Eoarkeen üst zamanında olup, en az 3,5 milyar yıl öncesine tarihlenir. Batı Avustralya'da 3,48 milyar yıllık kumtaşında keşfedilen stromatolitler gibi mikrobiyal mat fosiller bulunmaktadır. Biyojenik maddelere dair bir diğer erken dönem fiziksel kanıt, Grönland'ın güneybatısında keşfedilen 3,7 milyar yıllık metasedimanter kayaçlarda bulunan grafit ve Batı Avustralya'da 4,1 milyar yıllık kayaçlarda bulunan "biyotik yaşam kalıntılarıdır". Araştırmacılardan birine göre, "Yaşam, Dünya'da nispeten hızlı bir şekilde ortaya çıktıysa ... o hâlde evrende yaygın da olabilir."

Fotosentez yapan canlılar 3,2 ila 2,4 milyar yıl önce ortaya çıktı ve atmosferi oksijen açısından zenginleştirmeye başladı. Dünya üzerindeki yaşam, 580 milyon yıl öncesine kadar çoğunlukla küçük ve mikroskobik boyutlarda kaldı. Bu tarihten sonra karmaşık çok hücreli yaşam ortaya çıktı, zamanla gelişti ve yaklaşık 538,8 milyon yıl önce Kambriyen patlaması ile doruğa ulaştı. Canlıların bu ani çeşitlenmesi, günümüzde bilinen ana şubelerin çoğunu oluşmasını sağladı ve bunun bir sonucu olarak Proterozoyik üst zaman, Kambriyen dönemden ayrıldı. Yeryüzünde yaşamış tüm türlerin yüzde 99'unun, yani beş milyardan fazla türün neslinin tükendiği tahmin edilmektedir. Aynı zamanda Dünya'daki mevcut türlerin sayısının 10 milyon ila 14 milyon arasında olduğu tahmin edilmektedir. Bu türlerin yaklaşık 1,2 milyonu belgelenmiştir ancak yüzde 86'dan fazlası henüz tanımlanmamıştır. Bununla birlikte, 2016 yılında Dünya üzerinde sadece 1 trilyon türün yaşadığı iddia edilmiştir.

Dünya'nın yer kabuğu, oluşumundan itibaren tıpkı yaşam gibi sürekli değişim geçirdi. Türler evrilmeye, yeni biçimler almaya, başka türlere ayrılmaya veya sürekli değişen fiziksel ortamlar karşısında yok olmaya devam etmektedir. Levha tektoniği, Yerküre'nin kıtalarını, okyanuslarını ve barındırdıkları yaşamı şekillendirmektedir.

Üst zamanlar

Jeokronolojide zaman, genellikle myö (milyon yıl önce) ile ölçülür ve her bir myö, geçmişteki yaklaşık 1.000.000 yıllık dönemi temsil eder. Yerküre tarihi, Dünya'nın 4.540 myö oluşumuyla başlar ve dört büyük üst zamana bölünmüştür. Her bir üst zamanda, Yerküre'nin bileşimi, iklimi ve canlılığında kayda değer değişimler oldu. Her bir üst zaman, kendi içinde zamanlara ayrılır, zamanlar dönemlere ve dönemler de devrelere ayrılır.

Üst zaman	Süre (myö)	Tanım
Hadeen	4.540–4.000	Dünya, Güneş'in öngezegen diskinin etrafındaki kalıntılardan oluşur. Henüz yaşam yoktur. Sürekli gerçekleşen volkanik faaliyetler, cehenneme benzer (bu üst zamanın ismi bu nedenlerden ötürü Hades'ten gelir) ortamlar ve oldukça yüksek sıcaklıklar mevcuttur. Atmosfer nebula benzeridir. İlkel okyanuslar veya sıvı su kütleleri bulunması olasıdır. Ay, muhtemelen bir öngezegenin Dünya'ya çarpması nedeniyle bu zamanlarda oluşur.
Arkeen	4.000–2.500	İlk yaşam biçimi olan prokaryot yaşam, bu üst zamanın en başlarında tahminen abiyogenez olarak bilinen bir süreçle ortaya çıkar. Ur, Vaalbara ve Kenorland kıtaları bu zamanlarda var olmuş olabilir. Atmosfer volkanik gazlardan ve sera gazlarından oluşmaktadır.
Proterozoyik	2.500–538,8	Proterozoyik, "erken yaşam" anlamına gelir. Çok hücreli organizmaların bazı biçimleri de dahil olmak üzere, daha karmaşık bir yaşam biçimi olan ökaryotlar bu üst zamanda ortaya çıkar. Bakteriler, oksijen üretmeye başlayarak Dünya atmosferinin şekillendirir. Bitkiler, daha sonra hayvanlar ve muhtemelen ilkel mantar türleri bu zaman zarfında oluşur. Bu üst zamanın erken ve geç evrelerinde, tüm Yerküre'nin sıfırın altında sıcaklıklara maruz kaldığı "Kartopu Dünyası" dönemleri gerçekleşmiş olabilir. Sırasıyla Kolombiya, Rodinya ve Panotya kıtaları, bu üst zamanda var olmuş olabilir.
Fanerozoyik	538,8–günümüz	Kambriyen patlaması olarak bilinen bir süreçte karmaşık yaşam, omurgalılar da dahil olmak üzere Dünya okyanusuna hakim olmaya başlar. Pangea oluşur ve daha sonra Lavrasya ve Gondvana kıtalarına ayrılır. Bu kıtalar da bugünkü kıtalara dönüşür. Yaşam, yavaş yavaş karaya doğru genişler ve halkalı solucanlar, böcekler ve sürüngenler de dahil olmak üzere tanıdık bitki, hayvan ve mantar biçimleri ortaya çıkmaya başlar. Bundan dolayı bu üst zamana "görünür yaşam" anlamına gelen "Fanerozoyik" adı verilmiştir. çeşitli kitlesel yok oluşlar meydana gelir ve ardından kuş olmayan dinozorların torunları olan kuş türleri ve günümüze daha yakın zamanlarda memeliler ortaya çıkar. İnsanlar ve modern hayvanlar, bu çağın en son evrelerinde gelişir.

Jeolojik zaman cetveli

Ana madde: Jeolojik zaman cetveli

Yerküre'nin tarihi, stratigrafik analize dayalı olarak belli aralıklara ayrılan jeolojik zaman cetveline göre kronolojik olarak düzenlenebilir. Aşağıdaki beş zaman çizelgesi, jeolojik dönemleri ölçeklerine göre göstermektedir. İlk çizelge, Dünya'nın oluşumundan günümüze kadar olan tüm dönemleri göstermektedir fakat bu durum günümüze en yakın dönemi göstermek için az yer kalmasına sebep olmaktadır. İkinci çizelge, ilk çizelgedeki en son dönemi genişletilmiş bir şekilde göstermektedir. Benzer şekilde, ikinci çizelgedeki en son dönem, üçüncü çizelgede genişletilmiş; üçüncüdeki son dönem dördüncü çizelgede ve dördüncüdeki son dönem de en altta bulunan beşinci çizelgede genişletilmiştir.

Milyon yıl (1'inci, 2'inci, 3'üncü ve 4'üncü çizelge)
Bin yıl (5. çizelge)

Güneş sisteminin oluşumu

Ana madde: Güneş Sistemi'nin oluşumu ve evrimi

Ayrıca bakınız: Gezegensel farklılaşma

Bir sanatçının gözünden öngezegen diski

Dünya dahil olmak üzere, Güneş sisteminin oluşumunu açıklayan standart model, nebula hipotezidir. Bu modele göre Güneş sistemi, Güneş nebulası adı verilen döner vaziyetteki büyük bir yıldızlararası toz ve gaz bulutundan oluşmaktadır. Bu nebula, 13,8 milyar yıl önce Büyük Patlama'nın gerçekleşmesinden kısa bir süre sonra oluşan hidrojen,helyum ve süpernovalardan uzaya saçılmış daha ağır elementlerden oluşuyordu. Güneş nebulası, aşağı yukarı 4,5 milyar yıl önce büzülmeye başladı. Bu büzülmenin yakındaki bir süpernovadan gelen şok dalgasıya tetiklenmiş olması olasıdır. Bir şok dalgası aynı zamanda nebulanın dönmesini de sağlamış olabilir. Nebulanın dönüşü hızlanmaya başladığında, açısal momentum, yerçekimi ve eylemsizlik nebulayı düzeleştirerek kendi dönme eksenine dik bir öngezegezen diski hâline getirdi. Çarpışmalardan kaynaklanan küçük tedirginlikler ve diğer büyük uzay kalıntılarının açısal momentumu, nebula merkezinin yörüngesinde dönen kilometrelerce büyüklükteki öngezegenlerin oluşmasını sağladı.

Fazla açısal momentuma sahip olmayan nebulanın merkezi hızla çöktü. Bu çökme sonucu oluşan sıkışma, hidrojenin helyuma dönüştüğü nükleer füzyon tepkimelerini başlatana kadar nebula merkezini ısıttı. Büzülmenin daha da artmasını takiben, bir T Tauri yıldızı aşırı ısınarak Güneş'e dönüştü. Bu sırada nebulanın dış kısmında yerçekimi sebebiyle madde, yoğunluk tedirgemeleri ve toz parçacıkları etrafında yoğunlaştı ve öngezegen diskinin geri kalanı halkalara ayrılmaya başladı. Kaçak yığılma olarak bilinen bir süreç sayesinde daha büyük toz parçaları ve uzay kalıntıları bir araya toplanarak gezegenleri meydana getirdi. Dünya, yaklaşık 4,54 milyar yıl önce (%1 belirsizlik payıyla) meydana geldi. Dünya'nın oluşumu ise 10 ila 20 milyon yıl içinde içinde tamamlandı. Yeni oluşan T Tauri yıldızının güneş rüzgârları, daha büyük gökcisimleri hâline gelmemiş olan maddenin çoğunu diskten temizledi. Aynı sürecin, evrendeki hemen hemen tüm yeni oluşan yıldızların etrafında birer yığılma diski oluşturması ve bu disklerden bazılarının gezegenleri meydana getirmesi beklenmektedir.

İlkel Dünya, iç kısmı ağır, siderofil metalleri eritecek kadar sıcak olana değin yığılmayla büyüdü. Silikatlardan daha yüksek yoğunluğa sahip olan bu metaller merkeze doğru battı. Demir felaketi adıyla anılan bu olay, Dünya'nın oluşmaya başlamasından sadece 10 milyon yıl sonra, ilkel manto ve (metalik) çekirdeğin birbirinden ayrılmasına sebep olarak Dünya'nın katmanlı yapısının ve manyetik alanının oluşmasını sağladı. J. A. Jacobs, Dünya'nın iç çekirdeğinin (sıvı hâldeki dış çekirdekten farklı, katı hâldeki bir merkez), Dünya'nın içinin kademeli olarak soğuması nedeniyle (yaklaşık olarak her 1 milyar yılda 100°C kadar) donmakta olduğunu ve buna ek olarak büyüdüğünü öne sürdü.

Hadeen ve Arkeen üst zamanları

Ana maddeler: Hadeen ve Arkeen

Bir sanatçının Hadeen Dünya konsepti. Bu üst zamandayken Dünya günümüze kıyasla çok daha sıcaktı ve hiçbir canlı türünün yaşaması için uygun değildi.

Yerküre tarihindeki ilk üst zaman olan Hadeen, Dünya'nın oluşumuyla başlar ve Hadeen'in ardınan 3,8 milyar yıl önce başlamış olan Arkeen üst zamanı gelir. Yerküre'de bulunan en eski kayaçlar yaklaşık 4 milyar yıl öncesine tarihlenir ve kayaçlarda bulunan en eski kırıntılı zirkon kristalleri, yerkabuğunun ve Yerküre'nin kendisinin oluşumundan kısa bir süre sonrasına denk gelen yaklaşık 4,4 milyar yıl öncesine kadar uzanır. Ay'ın oluşumunu açıklayan Büyük Çarpışma Hipotezi'ne göre, ilk yerkabuğunun oluşumundan kısa bir süre sonra, Dünya'dan daha küçük bir öngezegenin ilkel Dünya'yla çarpışması sonucunda Dünya'nın mantosu ve yerkabuğunun bir kısmı uzaya fırlamış ve bu parçalar Ay'ı meydana getirmiştir.

Diğer gök cisimleri üzerindeki krater sayımlarından, Geç Dönem Ağır Bombardıman adı verilen ve göktaşı düşüşlerinin yoğun görüldüğü dönemin yaklaşık 4,1 milyar yıl öncesinde başladığı ve Hadeen'ın bitişi olan 3,8 milyar yıl önce sonlandığı anlaşılmaktadır. Ayrıca bu dönemdeki büyük ısı akışı ve jeotermal gradyan nedeniyle yanardağ faaliyetleri şiddetliydi. Bununla birlikte, 4,4 milyar yıl öncesine tarihlenen kırıntılı zirkon kristalleri üzerinde bu kristallerin sıvı su ile temas ettiğine dair kanıtlar bulunmaktadır; bu kanıtlar ise o tarihlerde de Yerküre üzerinde halihazırda okyanuslar veya denizler bulunduğunu göstermektedir.

Arkeen'in başlangıcında, Yerküre önemli ölçüde soğumuştu. Dünya üzerindeki mevcut canlılar, Arkeen üst zamanındaki Dünya'nın yüzeyinde hayatta kalamazlardı çünkü Arkeen atmosferi oksijenden yoksundu ve bu nedenle morötesi ışınları engelleyecek bir ozon tabakası da yoktu. Bununla birlikte, ilkel yaşamın, yaklaşık 3,5 milyar yıl öncesine tarihlenen aday fosillere dayanarak Arkeen'in erken dönemlerinde evrimleşmeye başladığı düşünülmektedir. Bazı bilim insanları, yaşamın 4,4 milyar yıl kadar önce, Hadeen'in erken dönemlerinde bile başlamış ve Dünya yüzeyinin altındaki hidrotermal bacalarda olası Geç Dönem Ağır Bombardıman döneminden sağ çıkmış olabileceğini düşünmektedirler.

Ay'ın oluşumu

Ana maddeler: Ay (uydu), Ay'ın kökeni ve Büyük Çarpışma Hipotezi

Bir sanatçının Ay'ın oluşumuna sebep olmuş devasa çarpışmayı tasviri.

Dünyanın tek doğal uydusu olan Ay, yörüngesinde olduğu gezegenle kıyaslandığında diğer Güneş sistemi uydularından daha büyüktür. Apollo Projesi'nde Ay'ın yüzeyinden alınmış kayaçlar Dünya'ya getirildi. Bu kayaçların radyometrik tarihlemeleri, Ay'ın 4,53±0,01 milyar yıl yaşında olduğunu ve Güneş sisteminin oluşumundan en az 30 milyon yıl sonra oluştuğunu göstermektedir. Yeni kanıtlar ise Ay'ın daha geç bir tarih olan 4,48±0,02 milyar yıl önce, yani Güneş sisteminin oluşmasından 70 ila110 milyon yıl sonra oluştuğunu ortaya koymaktadır.

Ay'ın oluşumuna ilişkin teoriler, aşağıdaki gerçeklerin yanı sıra, neden geç oluştuğunu da açıklamalıdır. İlki, Ay'ın düşük yoğunluğu (suyun 3,3 katıdır, Dünya'nın yoğunluğu ise suyun 5,5 katıdır) ve küçük bir metalik çekirdeğe sahip oluşudur. İkincisi, Dünya ve Ay'ın aynı oksijen izotop imzasına sahip olmasıdır (oksijen izotoplarının göreceli bolluğu). Bu olayları açıklamak için ortaya atılan teorilerden biri olan Büyük Çarpışma Hipotezi, Ay'ın, Mars büyüklüğünde bir gökcisminin (bazen Theia olarak da adlandırılır) ilkel Dünya'ya çarpması sonucu meydana geldiğini öne sürer ve yaygın olarak kabul görür.

Bu çarpışma, kuş olmayan dinozorların yok olmasına neden olduğu düşünülen ve günümüze daha yakın bir tarihte gerçekleşmiş olan Chicxulub çarpışmasından yaklaşık 100 milyon kat daha fazla enerji açığa çıkardı. Çarpışma, Dünya'nın bazı dış katmanlarının buharlaşması ve hem Dünya hem de çarpan gökcisimin eriyik hâle getirmek için yeterliydi. Dünya'nın manto içeriğinin bir kısmı, çarpışmanın etkisiyle Dünya etrafındaki yörüngeye fırladı. Büyük Çarpışma Hipotezi, Ay'daki metal maddelerin tükendiğini öngörmektedir ve bu sayede Ay'ın anormal elementel bileşimine bir açıklama getirmektedir. Dünya'nın yörüngesindeki fırlamış maddeler, birkaç hafta içinde tek bir cisim hâline yoğunlaşabilecek durumdaydı. Çarpışma sonucu Dünya yörüngesindeki fırlamış madde, kendi yerçekiminin etkisi altında daha küresel bir cisim hâline gelerek Ay'ı meydana getirdi.

Bir sanatçının gözünden nispeten yeni oluşmuş Ay'ın Dünya üzerinde henüz yakından göründüğü ve her iki gökcisminde de kuvvetli volkanizma faaliyetlerinin sürdüğü bir Hadean manzarasının tasviri.

İlk kıtalar

Kuzey Amerika'nın jeolojik yaşa göre renk kodlu haritası. En gençten en yaşlıya doğru renkler sırasıyla sarı, yeşil, mavi ve kırmızı ile gösterilmiştir. Kırmızı ve pembe, Arkeen'den kalma kayaçları göstermektedir.

Levha tektoniğinin gerçekleşmesini sağlayan süreç olan manto konveksiyonu, Yerküre'nin iç kısmından yüzeyine gerçekleşen ısı akışının bir sonucudur. Manto konveksiyonu ile okyanus ortası sırtlarında sert tektonik levhalar oluşur. Bu levhalar, yitim bölgelerinde manto içine dalarak yok olur. Manto, Erken Arkeen üst zamanında (yaklaşık 3 milyar yıl önce) günümüzden çok daha sıcak olup tahmini 1.600 °C (2.910 °F) civarındaydı. Bu sebeple manto içindeki konveksiyon daha hızlı gerçekleşmekteydi. Şu anki levha tektoniklerine benzer süreçler o dönemde de gerçekleşiyor olsa da, tüm bunlar daha hızlı gerçekleşmekteydi. Hadeen ve Arkeen'de dalma bölgelerinin daha yaygın olması ve bundan ötürü tektonik levhaların daha küçük olması muhtemeldir.

Yerküre'nin yüzeyi ilk kez katılaştığında oluşan ilk kabuk, hızlı gerçekleşen Hadeen levha tektoniği ve Geç Dönem Ağır Bombardıman'ın yoğun etkileri sebebiyle tamamen kayboldu. Bununla birlikte kabukta henüz çok az farklılaşma meydana geldiği için bu ilk kabuğun da tıpkı günümüzdeki okyanusal kabuk gibi bazaltik bileşimde olduğu düşünülmektedir. Daha altta yer alan kabukta meydana gelen kısmi erime sırasında hafif elementlerin farklılaşmasının bir ürünü olan kıtasal kabuğun ilk büyük parçaları ilk kez Hadeen'in sonunda, yaklaşık 4 milyar yıl önce ortaya çıktı. Bu ilk küçük kıtalardan geriye kalanlara kraton adı verilmektedir. Geç Hadeen ve Erken Arkeen kabuğunun bu parçaları, günümüzdeki kıtaların etrafında büyüdüğü çekirdekleri oluşturdu.

Yerküredeki en eski kayaçlar, Kanada'nın Kuzey Amerika kratonunda bulunur. Bu kayaçlar yaklaşık 4 milyar yıllık tonalitlerdir. Bu tonalitler, yüksek sıcaklıkta metamorfizma geçiridiklerine ve aynı zamanda su ile sürüklenme sırasında erozyonla yuvarlanmış tortul granüllere dair izler taşır. Bu tortul granüllere ait izler, o zamanlarda nehirlerin ve denizlerin var olduğuna işaret eder. Kratonlar, temel olarak iki farklı tektonik birlikten oluşur. Bunlardan ilki, düşük derecede metamorfoz geçirmiş tortul kayaçlardan oluşan yeşil kaya kuşaklarıdır. Bu "yeşil kayalar", günümüzdeki yitim bölgelerinin üzerinde bulunan okyanus çukurcuklarındaki tortullara benzer. Bu nedenle yeşil kayaların varlığı kimi zaman Arkeen sırasında yitim gerçekleştiğine dair bir kanıt olarak görülür. İkincisi ise felsik magmatik kayaçlardan oluşan bir bileşimdir. Bunlar çoğunlukla bileşim olarak granite benzeyen tonalit, tronjemit veya granodiyorit gibi kayaç türleridir (bu nedenle bu tür tektonik birliklere kısaca TTG denilir). TTG bileşimleri, bazaltta kısmi erimeyle oluşan ilk kıtasal kabuğun kalıntıları olarak görülmektedir.

Okyanuslar ve atmosfer

Ayrıca bakınız: Dünya'daki suyun kökeni ve Prebiyotik atmosfer

Yerküre tanımlanırken genellikle geçmişte üç atmosfere sahip olduğu belirtilir. Yerkürenin Güneş nebulasından yakaladığı ilk atmosfer, hafif elementlerden (atmofil), çoğunlukla hidrojen ve helyumdan oluşuyordu. Güneş rüzgarları ve yerkürenin ısısı, bu atmosferi uzaklaştırdı, bundan dolayı günümüzde Dünya atmosferi artık kozmik bolluklarına kıyasla bu hafif elementlerden yoksundur. Ay'ı meydana getiren çarpışmanın ardından eriyik hâldeki yerküreden uçucu gazların salınmasından sonra yanardağlardan daha fazla gaz salındı ve sera gazları açısından zengin ancak oksijen açısından fakir ikinci bir atmosfer oluştu. Son olarak, bakteriler yaklaşık 2,8 milyar yıl önce oksijen üretmeye başladığında, oksijen açısından zengin üçüncü atmosfer meydana geldi.

Bir sanatçının, puslu metan bakımından zengin prebiyotik ikinci atmosferi sayesinde turuncu göründüğüne inanılan Erken Dünya, diğer bir deyişle soluk turuncu nokta izlenimi. Dünya'nın atmosferi, bu çağda Titan'ın günümüzdeki atmosferine benziyordu.

İkinci atmosferin, atmosfer ve okyanusun oluşumunu açıklamak için yapılmış ilk modellerde uçucu maddelerin yerkürenin içinden dışarı atılmasıyla meydana geldiği varsayılmaktaydı. Günümüzdeyse bu uçucu maddelerin birçoğunun, gökcisimlerinin çarpışma anında buharlaştığı çarpışma etkisiyle gazdan arınma olarak bilinen bir süreç ile yığılma esnasında geldiği düşünülmektedir. Okyanus ve atmosfer, bu nedenle Dünya henüz meydana geldiği esnada oluşmaya başladı. Yeni atmosfer muhtemelen su buharı, karbondioksit, azot ve az miktarda diğer gazları içermekteydi.

Güneş nebulasının buz oluşumuna izin vermeyecek kadar sıcak olmasından ve kayaçların su buharıyla hidratasyonunun çok uzun süreceğinden ötürü Dünya'ya 1 astronomik birim (AU) uzaklığındaki (yani Dünya'nın Güneş'e olan uzaklığı kadar) gezegenciklerin yerküre üzerinde su oluşumuna büyük olasılıkla bir katkısı olmadı. Yerküredeki su, dış asteroit kuşağındaki göktaşları ve tahmini olarak 2,5 AU ve ötesindeki bazı büyük gezegen embriyolarından geldi. Kuyruklu yıldızlar da yerküreye su getirmiş olma ihtimali bulunmaktadır. Günümüzde kuyruklu yıldızların çoğu bugün Güneş'in etrafında Neptün'ün daha uzak yörüngelerde bulunuyor olsalar da, bilgisayar simülasyonları, kuyruklu yıldızların eskiden Güneş sisteminin iç kısımlarında çok daha yaygın bulunduğunu göstermektedir.

Dünya soğudukça bulutlar oluştu. Yağmurlar, okyanusları meydana getirdi. Güncel kanıtlar, okyanusların 4,4 milyar yıl öncesine kadar erken bir tarihte oluşmaya başlamış olabileceğini göstermektedir. Arkeen'in başlangıcında, yerkürenin büyük çoğunluğu okyanuslarla kaplıydı. Sönük genç Güneş paradoksu olarak bilinen bir problem nedeniyle bu erken dönem okyanus oluşumu açıklanması zor bir olaydı. Yıldızlar, yaşlandıkça daha parlak hâle gelmektedir; Güneş de oluşumu sırasında mevcut gücünün sadece %70'i kadar enerji yaymaktaydı. Güneş, son 4,5 milyar yılda %30 daha parlak hale geldi. Birçok model, okyanusların oluştuğu sırada yerkürenin buzla kaplı olacağını göstermektedir. Bu soruna karşılık muhtemel bir cevap, o dönemde sera etkisi yaratmak için atmosferde yeterli karbondioksit ve metan bulunuyor olması ihtimalidir. Yanardağlardan karbondioksit, ilkel mikroplardan ise metan gazı ortaya çıkmış olabilir. Bunlara ek olarak o dönemde metan fotolizi ürünlerinden oluşan ve sera karşıtı etkiye sahip bir organik pusun var olduğu hipotezi öne sürülmüştür. Bir diğer sera gazı olan amonyak, yanardağların patlaması sırasında açığa çıkıyordu ancak morötesi radyasyon sebebiyle hızlı bir biçimde parçalanmaktaydı.

Yaşamın kökeni

Ana maddeler: Abiyogenez, Bilinen en eski yaşam formları, Evrim ve Yaşamın evrimsel tarihi

İlkel atmosfere ve okyanusa ilginin nedenlerinden biri de, yaşamın ilk ortaya çıktığı koşulları oluşturmalarıdır. Yaşamın cansız kimyasallardan nasıl ortaya çıktığı konusunda pek çok model olmasına karşın bu konuda çok az fikir birliği vardır. Laboratuvarda oluşturulan kimyasal sistemler, canlı bir organizmanın sahip olduğu asgarî karmaşıklığın oldukça gerisindedir.

Yaşamın ortaya çıkışındaki ilk adım, canlılığın yapı taşları olan nükleobazlar ve amino asitler de dahil olmak üzere basit organik bileşiklerin çoğunu oluşturan kimyasal reaksiyonlar olabilir. 1953 yılında Stanley Miller ve Harold Urey tarafından yapılan bir deney, bu tür moleküllerin, su, metan, amonyak ve hidrojen içeren bir atmosferde kıvılcımlar (yıldırımın etkisini taklit etmek için) yardımıyla oluşabileceğini gösterdi. Atmosferin kimyasal bileşimi muhtemelen Miller ve Urey'in deneyinde kullandığından farklı olmasına rağmen, bu deneyden sonra daha gerçekçi bileşimlerle yapılan deneylerde de organik moleküller başarıyla sentezlendi. Bilgisayar simülasyonları, dünya dışı organik moleküllerin, Dünya'nın oluşumundan önceki ön gezegen diskinde oluşmuş olabileceğini göstermektedir.

Canlılarda en az üç olası başlangıç noktasından daha fazla karmaşıklığa ulaşılabilir. Bunlar sırasıyla bir organizmanın kendisine benzer yavrular üretme yeteneği olan kendini kopyalama; organizmanın kendini besleme ve onarma yeteneği olan metabolizma ve yiyeceklerin girmesine ve atıkların çıkmasına izin verip, istenmeyen maddeleri dışarıda tutan dış hücre zarlarıdır.

Önce replikasyon: RNA dünyası

Ana madde: RNA dünyası

Üç modern üst âlemin en basit üyeleri dahi kendi "tariflerini" kaydetmek için DNA'yı kullanır. DNA'daki bu bilgileri ise büyüme, bakım ve kendini kopyalama amacıyla kullanma amaçlı "okumak" için karmaşık bir RNA ve protein moleküller dizisi kullanırlar.

Ribozim adı verilen bir tür RNA molekülünün, hem kendi replikasyonunu hem de proteinlerin yapımını katalizleyebildiğinin keşfi, ilkel canlıların tamamen RNA'ya dayandığı hipotezinin kurulmasını sağladı. Mutasyonlar ve yatay gen transferlerinin varlığı, her nesildeki yavruların ebeveynlerinden farklı genomlara sahip olma olasılığının oldukça yüksek olmasını sağlayacağından ilkel yaşam biçimleri, bireylerin mevcut olduğu ancak biyolojik türlerin olmadığı bir RNA dünyası oluşturmuş olabilir. Daha sonra RNA'nın yerini kimyasal açıdan daha kararlı olan ve bu nedenle daha uzun genomlar oluşturabilen, tek bir organizmanın sahip olabileceği yetenekler aralığını genişleten DNA aldı. Ribozimler ise modern hücrelerin "protein fabrikaları" olan ribozomların ana bileşenleri olarak kaldı.

Kısa ve kendi kendini kopyalayan RNA molekülleri laboratuvarlarda yapay olarak üretilmiş olmasına rağmen RNA'nın biyolojik olmayan fakat doğal yollarla sentezinin mümkün olup olmadığı konusunda şüpheler ortaya çıkmıştır. İlk ribozimler, daha sonra yerini RNA'ya bırakmış olan PNA, TNA veya GNA gibi daha basit nükleik asitlerden oluşmuş olabilir. Kristaller ve hatta kuantum sistemleri, ortaya atılan diğer bazı RNA öncesi replikatör önerilerdendir.

2003 yılında, hidrotermal bacaların yakınındaki okyanus tabanı basınç değerlerinde ve yaklaşık 100 °C'de gözenekli metal sülfür çökeltilerinin RNA sentezine yardımcı olacağı fikri ortaya atıldı. Bu hipoteze göre ilkel hücreler, daha sonraları lipit zarların gelişimine kadar metal substratın gözeneklerinde tutulur.

Önce metabolizma: Demir ve kükürt dünyası

Ana madde: Demir-kükürt dünya teorisi

Hemen hemen tüm bilinen canlılardaki replikasyon molekülü, deoksiribonükleik asittir. DNA, ilkel replikasyon moleküllerinden çok daha karmaşıktır ve replikasyon sistemleri oldukça ayrıntılıdır.

Uzun süredir varlığı devam eden bir başka hipotez de, ilk canlılığın protein moleküllerinden oluştuğudur. Proteinlerin yapı taşları olan amino asitler, tıpkı iyi birer katalizör olan peptitler (amino asit polimerleri) gibi uygun prebiyotik koşullarda kolayca sentezlenir. 1997'de başlayan bir dizi deney, katalizör olarak demir sülfür ve nikel sülfürün kullanıldığı ortamda, karbonmonoksit ve hidrojen sülfür varlığında amino asitlerin ve peptitlerin oluşabileceğini gösterdi. Oluşumlarındaki basamakların çoğu, yaklaşık 100 °C (212 °F) kadar sıcaklık ile ortalama düzeyde basınç gerektiriyordu fakat bu basamaklar arasından birinin gerçekleşmesi için 250 °C (482 °F) sıcaklık ve yerkürenin 7 kilometre (4,3 mi) altında görülen düzeylerde bir basınç gerekmekteydi. Bu nedenle, proteinlerin kendi kendine devam edebilen sentezi, hidrotermal bacaların yakınında meydana gelmiş olabilir.

Önce metabolizmanın oluştuğu senaryolardaki zorluklardan biri de organizmaların evrimleşmesi için bir yol bulmaktır. Molekül kümeleri, bireysel olarak çoğalma yeteneği olmadan doğal seçilimin hedefi olarak "bileşimsel genomlara" (topluluktaki moleküler türlerin sayısı) sahip olacaktır. Bununla birlikte, yakın tarihli bir model, böyle bir sistemin doğal seçilime yanıt olarak evrimleşemeyeceğini göstermektedir.

Önce zarlar: Lipit dünyası

Tıpkı hücrelerin dış zarlarını oluşturanlara benzeyen çift duvarlı lipit "kabarcıklarının", önemli bir ilk adım olabileceği öne sürülmüştür. İlkel Dünya'nın koşullarını simüle eden deneyler, lipitlerin oluştuğunu bildirmiş olup, bu lipitler kendiliğinden lipozomlar (çift duvarlı "kabarcıklar") meydana getirebilir ve sonrasında kendilerini çoğaltabilir. Lipitler, nükleik asitler gibi özünde birer bilgi taşıyıcısı olmasalar da, uzun ömür ve üreme için doğal seçilime tabi olacaklardır. RNA gibi nükleik asitler, lipozomların içinde, dış ortamda oluşacağından daha kolay bir şekilde oluşmuş olabilir.

Kil teorisi

Daha fazla bilgi: Graham Cairns-Smith § Kil hipotezi

Bazı killerin, özellikle de montmorillonitin , bir RNA dünyasının ortaya çıkması için kendilerini olası birer hızlandırıcı kılan özellikleri vardır. Killer, kristal yapılarının kendini kopyalamasıyla büyür, doğal seçilimin bir benzerine tabidirler (en hızlı büyüyen kil "türlerinin" belli bir ortamda hızla baskın hale gelmesi gibi) ve RNA moleküllerinin oluşumunu katalizleyebilirler. Bu fikir bir bilimsel konsensüs haline gelmemiş olsa da, fikrin hâlâ aktif destekçileri bulunmaktadır.

Bir lipozom kesiti (lipitlerden oluşan bir kabarcık görünümündedir)

2003'teki araştırmalar, montmorillonitin yağ asitlerinin "kabarcıklara" dönüşümünü de hızlandırabileceğini ve bu kabarcıkların kile bağlı RNA'yı kapsülleyebileceğini bildirdi. Kabarcıklar, sonrasında ilave lipitleri absorplayarak ve bölünerek büyüyebilir. En ilkel hücrelerin oluşumuna buna benzer süreçler yardımcı olmuş olabilir.

Benzer bir hipotez, nükleotitlerin, lipitlerin ve amino asitlerin öncülü olarak kendini kopyalayan ve demir açısından zengin killeri önermektedir.

Son evrensel ortak ata

Ana madde: Son evrensel ortak ata

Bu çok sayıda ön hücreden sadece bir soyun hayatta kaldığı düşünülmektedir. Mevcut filogenetik kanıtlar, son evrensel ortak atanın (LUA veya LUCA kısaltması ile anılır) erken Arkeen üst zamanda, tahminen 3,5 milyar yıl veya daha da öncesinde yaşamış olduğunu göstermektedir. Bu son evrensel ortak ata hücresi, bugün dünyada var olan tüm yaşamın atasıdır. Bu hücre muhtemelen bir prokaryottu, bir hücre zarına ve muhtemelen ribozomlara sahipti ancak bir çekirdeğe ve mitokondri veya kloroplastlar gibi zarla çevrili organellere sahip değildi. Tıpkı modern hücreler gibi, genetik kodu olarak DNA'yı, bilgi aktarımı ve protein sentezi için RNA'yı ve reaksiyonları katalizlemek için enzimleri kullandı. Bazı bilim insanları, tek bir son evrensel ortak ata yerine, yatay gen transferi yoluyla genleri değiş tokuş eden organizma popülasyonları olduğunu düşünmektedir.

Bir sanatçının Geç Arkeen Dünyası izlenimi. Yerkabuğunun büyük ölçüde soğumuş olduğu ve yeryüzünün su bakımından zengin ancak bitki örtüsü bakımından fakir olduğu görülmektedir. Yeryüzünde volkanlar, kıtalar ve hâli hazırda kümelenmiş mikrobiyalitler bulunmaktadır. Ay, Dünya'ya bugünkü mesafesine göre çok daha yakındı, gökyüzünü kaplıyor ve şiddetli gelgitlere sebep oluyordu.

Proterozoyik

Ana madde: Proterozoyik

Proterozoyik üst zaman, 2,5 milyar yıl öncesinden 538,8 milyon yıl öncesine kadar sürdü. Bu zaman diliminde, kratonlar günümüz boyutlarındaki kıtalara dönüştü. Oksijen açısından zengin bir atmosfere geçiş kayda değer bir gelişmeydi. Yaşam, prokaryot hücrelerden, ökaryotlara ve çok hücrelilere evrildi. Proterozoyik'te, Kartopu Dünya olarak adlandırılan birkaç şiddetli buzul çağı görüldü. Yaklaşık 600 milyon yıllık son Kartopu Dünya olayından sonra, Dünya'daki yaşamın evrimi hızlandı. Yaklaşık 580 milyon yıl önce, Ediyakaran biyotası, Kambriyen Patlaması'nın başlangıcını oluşturdu.

Oksijen devrimi

Ana madde: Büyük Oksidasyon Olayı

Ayrıca bakınız: Ozon tabakası

Batı Avustralya, Thetis Gölü kıyısındaki taşa dönüşmüş stromatolitler. Arkeen stromatolitleri, Dünya'daki yaşamın ilk doğrudan fosil izleridir.

Güney Afrika, Barberton Greenstone Belt'teki Moodies Grubu'nda bulunan, 3,15 milyar yıllık bir bantlı bir demir formasyonu. Kırmızı katmanlar oksijenin mevcut olduğu zamanları gösterirken gri tabakalar oksijenin az olduğu (anoksik) koşullarda oluşmuştur.

İlk hücreler, çevredeki ortamdan enerji ve besin aldı. Daha karmaşık bileşiklerin görece daha az enerjiyle daha basit bileşiklere parçalanmasını sağlayan fermantasyon sürecini kullandılar ve serbest kalan enerjiyi büyümek ve çoğalmak için kullandılar. Fermantasyon sadece anaerobik (oksijensiz) bir ortamda gerçekleşebilir. Fotosentezin evrimi, hücrelerin Güneş'ten enerji elde etmesini mümkün kıldı.

Dünya yüzeyini kaplayan yaşamın çoğu doğrudan veya dolaylı olarak fotosenteze bağlıdır. En yaygın şekli olan oksijenli fotosentez, karbondioksit, su ve güneş ışığını besine dönüştürür. Güneş ışığının enerjisini yakalayarak ATP gibi enerji açısından zengin moleküllerde depolar ve sonrasında bu moleküller şeker üretmek için enerji sağlar. Fotosentezde kullanılan elektronların sağlanması için hidrojen sudan sıyrılırak kullanılırken oksijen atık ürün olarak doğaya bırakılır. Mor bakteriler ve yeşil kükürt bakterileri de dahil olmak üzere bazı organizmalar, elektron bağışçısı olarak sudan sıyrılan hidrojenin alternatiflerini kullanan oksijensiz bir fotosentez biçimi gerçekleştirir. Bu su kullanmayan fotosentez biçimindeki elektron kaynaklarına örnek olarak hidrojen sülfür, kükürt ve demir verilebilir. Bu tür ekstremofil organizmaların yaşadığı yerler, kaplıca ve hidrotermal bacalar gibi bu tür bir fotosentez yapmayan canlılar için yaşanamaz ortamlarla sınırlıdır.

Daha basit bir anoksijenik bir fotosentez türü, yaşamın başlangıcından görece kısa bir süre sonra, 3,8 milyar yıl önce ortaya çıktı. Oksijenli fotosentezin zamanlaması daha tartışmalıdır. Yaklaşık 2,4 milyar yıl önce ortaya çıkmış olduğu kesindir ancak bazı araştırmacılar bu zamanı 3,2 milyar yıl olduğunu düşünmektedir. İkinci durumda "muhtemelen küresel üretkenlik en az iki veya üç kat arttı". Oksijen üreten yaşam formlarının en eski kalıntıları arasında stromatolitler bulunur.

İlk başta, salınan oksijen, kireçtaşı, demir ve diğer minerallerle bağlandı. Oksitlenmiş demir, Sideriyen döneminde (2500 milyon yıl öncesi ile 2300 milyon yıl öncesi aralığında) bol miktarda oluşan bantlı demir formasyonu adı verilen jeolojik katmanlarda kırmızı tabakalar olarak görünür. Açıkta bulunan ve kolayca tepkimeye giren minerallerin çoğu oksitlendiğinde, nihayet atmosferde oksijen birikmeye başladı. Her hücre yok denecek kadar oksijen üretmiş olsa da, birçok hücrenin birleşik metabolizmasıyla uzun bir süre boyunca oksijen üretmesi, Dünya'nın atmosferini dönüştürerek mevcut durumuna getirdi. Bu, Dünya'nın üçüncü atmosferiydi.

Bir miktar oksijen, Güneş'in ultraviyole radyasyonuyla uyarılarak ozon hâlini aldı ve atmosferin üst kısmına yakın bir tabakada toplandı . Ozon tabakası, bir zamanlar atmosferden geçmiş olan ultraviyole radyasyonun önemli bir miktarını soğurdu ve soğurmaya da devam etmektedir. Ozon tabakası, hücrelerin okyanus yüzeyinde ve nihayetinde karada kolonileşmesini sağladı. Ozon tabakası olmadan, kara ve denizler üzerine gerçekleşen ultraviyole radyasyon bombardımanı, bu ışınlara maruz kalan hücrelerde sürdürülemez seviyede mutasyonlara neden olurdu.

Jeolojik zamanlar boyunca atmosferdeki oksijenin kısmi basıncının yaklaşık değerini gösteren grafik

Fotosentezin bir başka önemli etkisi daha oldu. Oksijen zehirli olduğundan atmosferdeki oksijen seviyesi yükseldikçe oksijen felaketi olarak bilinen olay ile Dünya'daki canlıların büyük bir kısmı muhtemelen yok oldu. Dirençli canlılar hayatta kalarak gelişirken kimi canlılar da metabolizmalarını artırmak ve aynı gıdadan daha fazla enerji elde etmek için oksijen kullanma yeteneğini geliştirdi.

Kartopu Dünya

Ana madde: Kartopu Dünya

Bir sanatçının, yüzeyinde hiç sıvı hâlde su kalmamış, tamamen donmuş ve oksitlenmiş bir Kartopu Dünya tasviri.

Güneş'in doğal evrimi, Arkeen ve Proterozoyik boyunca Güneş'i giderek daha parlak hâle getirdi. Güneş'in parlaklığı her bir milyar yılda %6 oranında artar. Sonuç olarak Dünya, Proterozoyik üst zamanda Güneş'ten daha fazla ısı almaya başladı. Ancak Dünya daha fazla ısınmadı. Aksine, jeolojik kayıtlar Proterozoyik'in başlarında yerkürenin dramatik bir şekilde soğuduğunu göstermektedir. Güney Afrika'da bulunan buzul çökellerinin yaşı 2,2 milyar yıl öncesine kadar uzanmaktadır ve bu zamanlarda paleomanyetik kanıtlara göre ekvatorun yakınında bulunmuş olmaları gerekir. Bu nedenle Huronian buzullaşması olarak bilinen bu buzullaşma, küresel boyutta gerçekleşmiş olabilir. Bazı bilim insanlarına göre bu buzullaşma öylesine şiddetliydi ki, yerküre kutuplardan ekvatora kadar dondu. Bilimde bu hipoteze "Kartopu Dünya" adı verilir.

Huronian buzul çağı, atmosferdeki artan oksijen miktarından kaynaklanmış olabilir. Artan oksijen miktarı, atmosferdeki metanın (CH₄) azalmasına neden oldu. Metan kuvvetli bir sera gazıdır ancak oksijenle tepkimeye girerek daha az etkili bir sera gazı olan karbondioksiti (CO₂) meydana getirir. Atmosferde serbest oksijen mevcut olduğunda, atmosferdeki metan gazı miktarı, Güneş'ten gelen ve artmakta olan ısı akışının etkisine karşı koymaya yetecek ölçüde azalmış olabilir.

Bununla birlikte Kartopu dünya terimi, daha sonraları Kriyojeniyen dönemde gerçekleşen ekstrem buz çağlarını tanımlamak için daha yaygın olarak kullanılır. 750 myö ile 580 myö aralığında, yerkürenin en yüksek dağlar dışında buzla kaplı olduğu düşünülen ve ortalama sıcaklıkların -50 °C (-58 °F) civarında olduğu sanılan, her biri yaklaşık 10 milyon yıl süren dört dönem vardı. Kartopu olayı, kısmen,ekvatorun üstü ve altına yayılmış olan süper kıta Rodinia'nın konumundan kaynaklanmış olabilir. Karbondioksit, yağmurla birleşerek kayaları aşındırır ve bunun sonucunda karbonik asit oluşur. Karbonik asit de daha sonra suyla birlikte denize akar ve böylece sera gazı olan karbondioksit atmosferden gitmiş olur. Kıtalar kutuplara yakın olduğunda, buzulların ilerlemesiyle kayalar kaplanır ve bu olay karbondioksitin atmosferde azalma sürecini yavaşlatır. Ancak Rodinya'nın aşınması, Kriyojeniyen boyunca buzulların tropik bölgelere ilerleyişine kadar kontrolsüz biçimde devam etti. Devam eden bu süreç, yanardağlardan karbondioksit emisyonu veya metan gazı hidratlarının destabilizasyonuyla tersine çevrilmiş olabilir. Alternatif Sulu kar dünyası teorisine göre, buzul çağlarının zirvesinde bile ekvatorda hâlâ açık sular bulunuyordu.

Ökaryotların ortaya çıkışı

Daha fazla bilgi: Ökaryotlar § Köken ve evrim

Bir yosunun hücrelerindeki kloroplastlar

Modern taksonomi, yaşamı üç üst âleme ayırır. Kökenlerinin zamanı belirsizdir. Bakteriler, muhtemelen diğer yaşam formlarından (bazen Neomura olarak adlandırılır) ilk ayrılan üst âlemdi fakat bu varsayım tartışmalıdır. Bundan kısa bir süre sonra, 2 milyar yıl önce, Neomura, Arkea ve Ökaryotlar olarak ikiye ayrıldı. Ökaryotik hücreler, prokaryotik hücrelerden (Bakteriler ve Arkea) daha büyük ve daha karmaşıktır. Bu karmaşıklığın sebebi ancak şimdilerde anlaşılmaya başlanmıştır. Mantarlara özgü özelliklere sahip en eski fosiller, yaklaşık 2,4 milyar yıl öncesine tarihlenir ve Paleoproterozoyik döneme aittir. Bu çok hücreli bentik organizmalar, anastomoz yapabilen ipliksi yapılara sahipti.

Bu sıralarda, ilk proto-mitokondri oluştu. Evrimleşerek oksijenli solunum yapabilir duruma gelen ve günümüzün Riketsiya cinsi bakterileriyle akraba olan bir bakteri hücresi, oksijenli solunum yeteneğinden yoksun daha büyük bir prokaryot hücrenin içine girdi. Tahminen büyük olan hücre, daha küçük olanı sindirmeye çalıştı ancak bunda (muhtemelen avlananların savunma biçimlerinin evrimi sebebiyle) başarısız oldu. Daha küçük hücre, daha büyük olana parazit olmuş olabilir. Her hâlükarda daha küçük hücre, daha büyük hücrenin içinde hayatta kalmaya devam etti. Oksijen kullanarak, daha büyük hücrenin ürettiği atıkları metabolizmasında kullanarak daha fazla enerji elde etti. Bu fazla enerjinin bir kısmı konak hücreye (büyük olana) geri döndü. Küçük hücre, daha büyük olanın içinde çoğaldı. Kısa süre içinde büyük hücre ile içinde barındırdığı küçük hücreler arasında kalıcı bir simbiyoz gelişti. Zamanla konak hücre, içindeki daha küçük hücrelerden bazı genler edindi ve iki hücre de birbirine bağımlı hale geldi. Büyük hücre, küçük hücrelerin ürettiği enerji olmadan hayatta kalamaz ve küçük hücreler de daha büyük hücre tarafından sağlanan hammaddeler olmadan hayatta kalamaz duruma geldi. Tüm hücre, artık tek bir organizma olarak kabul edilmektedir ve içindeki küçük hücreler organel olarak sınıflandırılan birer mitokondridir.

Buna benzer bir diğer olay da fotosentetik siyanobakterilerin büyük heterotrofik hücrelerin içine girip kloroplastlara dönüşmesidir. Muhtemelen bu değişikliklerin bir sonucu olarak, fotosentez yapabilen bir hücre soyu diğer ökaryotlardan 1 milyar yıl önce ayrıldı. Tahminen buna benzer birkaç tane daha hücre içine girme olayı gerçekleşmişti. Mitokondri ve kloroplastların hücresel kökenine ilişkin köklü endosimbiyotik teorinin yanı sıra, hücrelerin peroksizom oluşumuna, spiroketlerin sil ve kamçı oluşumuna ve hatta bir DNA virüsünün hücre çekirdeği oluşumuna sebep olduğuna dair teoriler vardır. Ancak hiçbiri yaygın kabul görmemiştir.

Arkeler, bakteriler ve ökaryotlar çeşitlenmeye, daha karmaşık hâle gelmeye ve çevrelerine daha iyi adapte olmaya devam ettiler. Her bir üst âlem tekrar tekrar birden fazla soya bölünmüştür ancak arkeler ve bakterilerin tarihi hakkında çok az şey bilinmektedir. Süperkıta Rodinya, 1,1 milyar yıl önce oluşum sürecindeydi. Bitki, hayvan ve mantar soyları, henüz tek hücreli olarak var olmalarına rağmen birbirlerinden ayrılmıştı. Bunlardan bazıları koloniler hâlinde yaşıyordu ve aralarında zamanla aralarında bir iş bölümü oluşmaya başladı. Koloninin dış yüzeyindeki hücrelerin, iç kısımdakilerden farklı roller üstlenmeye başlamış olması muhtemeldir. Özelleşmiş hücrelere sahip bir koloni ve çok hücreli bir organizma arasındaki ayrım her zaman net olmasa da, yaklaşık 1 milyar yıl önce ilk çok hücreli bitkiler ortaya çıktı; bunlar büyük ihtimalle yeşil alglerdi. Muhtemelen 900 myö civarında gerçek çok hücrelilik hayvanlarda da evrimleşmişti.

İlk çok hücreli hayvan, muhtemelen bozulmuş bir organizmanın kendini yeniden bir araya getirmesini sağlayan totipotent hücrelere sahip günümüz süngerlerine benziyordu. Çok hücreli organizmaların tüm türlerinde iş bölümü tamamlandıkça, hücreler daha özelleşmiş ve birbirlerine daha bağımlı hâle gelirken, izole hücreler ise ölür.

Proterozoyik'te süperkıtalar

Ana madde: Süperkıta döngüsü

Panotya'nın yeniden oluşturulmuş hâli (550 milyon yıl önce).

Son 250 milyon yıla ait tektonik levha hareketlerinin yeniden oluşturulması (Senozoyik ve Mezozoyik zamanlar), kıta kenarlarının uydurumu, okyanus tabanındaki manyetik anomaliler ve paleomanyetik kutuplar kullanılarak güvenilir bir şekilde yapılabilir. Son 250 milyon yılın daha öncesinde ise hiçbir okyanus kabuğu gözlemlenemediğinden, daha erken tarihlere ait haritaları oluşturmak zordur. Eski levhaların kenarlarını belirleyen orojenik kuşaklar, flora ve faunanın geçmişteki dağılımları vb. çeşitli jeolojik kanıtlar, paleomanyetik kutupları destekler. Zamanda geriye gidildikçe, jeolojik verilerin sayısı azalır ve yorumlanması zorlaşır. Bu sebeple daha eski dönemler için hazırlanan haritaların kesinliği azalır.

Yerküre tarihi boyunca, kıtaların çarpışarak bir süperkıta oluşturduğu ve daha sonra başka yeni kıtalara ayrıldığı zamanlar olmuştur. Yaklaşık 1000 ila 830 milyon yıl önce kara kütlelerinin çoğu, bir süperkıta olan Rodinya'da birleşti. Rodinya'dan önce, Erken-Orta Proterozoyik'te Nuna ve Kolumbiya adı verilen kıtalar var olmuş olabilir.

Rodinya'nın yaklaşık 800 milyon yıl önce dağılmasından sonra, dağılan kıtalar 550 myö civarında kısa ömürlü başka bir süperkıta oluşturmuş olabilir. Bu varsayımsal süperkıta kimi zaman Panotya veya Vendiya olarak adlandırılır. Bunun kanıtı, günümüz Afrika, Güney Amerika, Antarktika ve Avustralya kıtalarını birleştiren Pan-Afrikan orojenezi olarak bilinen bir kıtasal çarpışma aşamasıdır. Panotya'nın varlığı, Gondvana (bu kıta, Arap Yarımadası ve Hint alt kıtasıyla beraber Güney Yarımküre'deki kara kütlelerinin çoğuna sahipti) ve Laurentia (kabaca günümüzdeki Kuzey Amerika'ya eşdeğer) arasındaki riftleşmenin zamanlamasına bağlıdır. Proterozoyik üst zamanın sonunda, kıtaların çoğunun güney kutbu etrafındaki bir konumda birleştiği ise kesindir.

Geç Proterozoyik'te iklim ve yaşam

Ediyakaran döneminde yaşamış bir hayvan olan Spriggina floundansi'nin 580 milyon yıllık fosili. Bu tür canlıların, Kambriyen Patlaması'nda ortaya çıkan yeni birçok canlı türünün atası olması mümkündür.

Proterozoyik'in sonlarında en az iki Kartopu Dünya olayı görüldü. Bu olaylar öylesine şiddetliydi ki, okyanusların yüzeyini tamamen donmasına sebep olmuş olabilir. Bu olay 716,5 ve 635 milyon yıl önce, Kriyojeniyen döneminde meydana geldi. Her iki buzullaşmanın yoğunluğu ve mekanizmaları hâlâ araştırılmaktadır ve bu buzullaşmalara bir açıklama getirmek, Erken Proterozoyik Kartopu Dünyası'na kıyasla daha zordur. Çoğu paleoklimatolog, soğuk dönemlerin süper kıta Rodinya'nın oluşumuyla bağlantılı olduğunu düşünmektedir. Rodinya'nın merkezi ekvatorda bulunduğundan kimyasal ayrışma oranları arttı ve bu nedenle atmosferden karbondioksit (CO₂) emilimi gerçekleşti. CO₂ bir sera gazı olduğundan, Dünya iklimi küresel olarak soğudu. Aynı şekilde, Kartopu Dünya olayları sırasında, kıtaların yüzeyi kimyasal ayrışmayı azaltan ve böylece buzullaşmayı sona erdiren donmuş toprak ile kaplandı. Bir başka hipotez ise sera etkisiyle küresel sıcaklıkların yükselmesine sebep olacak miktarda karbondioksitin, yanardağlardan gaz çıkışıyla atmosfere yayıldığıdır. Artan yanardağ faaliyeti, Rodinya'nın yaklaşık olarak aynı zamanda parçalanmasından kaynaklandı.

Kriyojeniyen dönemini, yeni çok hücreli canlıların hızlı bir şekilde geliştiği Ediyakaran dönemi izledi. Şiddetli buzul çağlarının sona ermesiyle canlı çeşitliliğinin artması arasında bir bağlantı olup olmadığı net değildir ancak tesadüfî de görünmemektedir. Ediyakaran biyotası adı verilen bu yeni canlılar, her zamankinden boyut olarak daha büyük ve daha çeşitliydi. Çoğu Ediyakaran canlısının taksonomisi net olmasa da, bazıları modern canlı gruplarının atalarıydı. Ediyakaran dönemindeki önemli gelişmelerden biri, kas ve sinir hücrelerinin ilk kez görülüşüydü. Ediyakaran fosillerinin hiçbirinde iskelet benzeri sert vücut bölümleri yoktu. Bunlar ilk olarak Proterozoyik ve Fanerozoyik üst zamanlar veya diğer bir deyişle Ediyakaran ve Kambriyen dönemleri arasındaki sınırdan sonra ortaya çıkar.

Fanerozoyik

Ana madde: Fanerozoyik

Fanerozoyik, yaklaşık 538,8 milyon yıl önce başlamış olup Dünya'nın şu an içinde bulunduğu üst zamandır. Üç zamandan oluşur ve bunlar kronolojik sırayla Paleozoyik, Mezozoyik ve Senozoyik'tir. Fanerozoyik, çok hücreli canlıların bugün bilinen neredeyse tüm organizmalara kayda değer ölçüde çeşitlendiği üst zamandır.

Paleozoyik ("eski yaşam") zaman, 538,8 milyon yıl öncesinden 251,902 milyon yıl öncesine kadar sürmüş olup Fanerozoyik'in ilk ve en uzun bölümüydü. Paleozoyik sırasında birçok modern canlı grubu ortaya çıktı. Yaşam, önce bitkilerle, sonra da hayvanlarla karada kolonileşti. İki büyük yok oluş meydana geldi. Proterozoyik'in sonunda Panotya ve Rodinya'nın parçalanmasıyla oluşan kıtalar yavaş yavaş tekrar bir araya gelerek Geç Paleozoyik'te süper kıta Pangea'yı oluşturdu.

Mezozoyik ("orta yaşam") zaman, 251,902 milyon yıl öncesinden 66 milyon yıl öncesine kadar sürdü. Triyas, Jura ve Kretase dönemlerine ayrılmıştır. Mezozoyik zaman, fosil kayıtlarındaki en şiddetli yok oluş olan Permiyen-Triyas yok oluşuyla başladı ve bu yok oluşla Dünya'daki türlerin %95'inin nesli tükendi. Dinozorların neslinin tükenmesine sebep olan Kretase-Paleojen yok oluşuyla Mezozoyik zaman sona erdi.

Senozoyik ("yeni yaşam") zaman, 66 milyon yıl önce başladı ve Paleojen, Neojen ve Kuvaterner dönemi şeklinde üçe ayrılmıştır. Bu üç dönem sırasıyla kendi içinde farklı dönemlere ayrılır. Paleojen dönemi, Paleosen, Eosen ve Oligosen'e; Neojen dönemi, Miyosen ve Pliyosen'e ve son olarak Kuvaterner dönemi Pleyistosen ve Holosen'e ayrılmıştır. Memeliler, kuşlar, amfibiler, timsahlar, kaplumbağalar ve lepidozorlar, kuş olmayan dinozorları ve diğer birçok canlının neslinin tükenmesine sebep olan Kretase–Paleojen yok oluşundan kurtuldular. Bu kurtulan canlılar, günümüzdeki hâllerine Senozoyik zamanda çeşitlendiler.

Tektonik hareketler, paleocoğrafya ve iklim

Pangea, yaklaşık 300 milyon yıl öncesinden 180 milyon yıl öncesine kadar varlığını sürdürmüş bir süperkıtaydı. Günümüzdeki kıtaların ve diğer kara kütlelerinin ana hatları, bu haritada gösterilmiştir.

Proterozoyik'in sonunda,Panotya süperkıtası, Laurentia, Baltika, Sibirya ve Gondvana'dan oluşan daha küçük kıtalara bölünmüştü. Kıtaların birbirinden ayrıldığı dönemlerde, yanardağ faaliyetiyle daha fazla okyanus kabuğu oluştu. Genç yanardağ kabuğu, eski okyanus kabuğundan nispeten daha sıcak ve yoğunluğu daha az olduğundan, bu dönemlerde okyanus tabanları yükselir. Bu da deniz seviyesinin yükselmesine neden olur. Bu nedenle, Paleozoyik'in ilk yarısında geniş kıtasal alanla deniz seviyesinin altındaydı.

Erken Paleozoyik iklimi bugünkünden daha sıcaktı ancak Ordovisiyen'in sonunda, buzulların büyük Gondvana kıtasının bulunduğu güney kutbunu kapladığı kısa bir buzul çağı görüldü. Bu döneme ait buzullaşmaya dair izler yalnızca eski Gondvana'da bulunmaktadır. Geç Ordovisyen buzul çağında, birçok brakiyopod, trilobit, Bryozoa ve koralın neslinin tükendiği birkaç kitlesel yok oluş meydana geldi. Bu deniz canlıları muhtemelen denizlerin giderek azalan sıcaklığına dayanamadılar.

Laurentia ve Baltika kıtaları, Kaledoniyen Orojenezi sırasında 450 myö ile 400 myö aralığında çarpışarak Lavrusya'yı (Avroamerika olarak da bilinir) meydana getirdi. Bu çarpışmanın neden olduğu dağ kuşağının izleri İskandinavya, İskoçya ve Kuzey Apalaşlar'da bulunabilir. Devoniyen döneminde (416–359 myö) Gondvana ve Sibirya, Lavrusya'ya doğru hareket etmeye başladı. Sibirya'nın Lavrusya ile çarpışması Ural Orojenezi'ne neden oldu, Gondvana'nın Lavrusya ile çarpışmasına Avrupa'da Variskan veya Hersiniyen Orojenezi adı verilirken, Kuzey Amerika'da Allegheniyen Orojenezi adı verilir. Allegheniyen Orojenezi, Karbonifer döneminde (359–299 myö) gerçekleşti ve son süperkıta Pangea'nın oluşumuyla sonuçlandı.

180 milyon yıl öncesine gelindiğinde Pangea, Lavrasya ve Gondvana kıtalarına ayrıldı.

Kambriyen patlaması

Ana madde: Kambriyen patlaması

Trilobitler ilk olarak Kambriyen döneminde ortaya çıktı ve Paleozoyik'te yaşamış organizmaların en yaygın ve çeşitlenmiş grupları arasındaydı.

Fosil kayıtlarında görülebilen yaşamın evrimleşme hızı, Kambriyen döneminde (542–488 myö) artmıştır. Bu dönemde aniden birçok yeni türün, şubenin ve canlı biçiminin ortaya çıkmasına Kambriyen Patlaması adı verilir. Kambriyen Patlaması'ndaki biyolojik gelişim, o zamandan önce ve sonra eşi görülmemiş bir örnektir. Ediyakaran canlıları henüz ilkel olsa da ve bu canlıları herhangi bir modern şubeye sokmak kolay görünmese de, Kambriyen döneminin sonunda günümüzdeki tüm şubeler artık mevcuttu. Yumuşakçalar, derisidikenliler, deniz zambakları ve eklembacaklılar (alt Paleozoyik'ten iyi bilinen bir eklembacaklı grubu trilobitlerdir ) gibi hayvanlarda kabuk, iskelet veya dış iskelet gibi sert vücut parçalarının gelişimi, bu tür canlıların yıllar boyu korunmalarını ve fosilleşmelerini, Proterozoyik'teki atalarına kıyasla daha kolay hale getirdi. Bu nedenden ötürü, Kambriyen ve sonrasındaki canlılık hakkında, Kambriyen'den daha eski dönemlere göre çok daha fazla şey bilinmektedir. Bu Kambriyen canlı gruplarından bazıları karmaşık görünmekle beraber görünüş olarak bugünkü canlılardan oldukça farklılardı. Buna bir örnek olarak Anomalocaris ve Haikouichthys cinsleri verilebilir. Ancak günümüzde bu canlıların modern sınıflandırmada bir yer bulmuş olma ihtimalleri var.

Kambriyen döneminde, aralarında ilk balıkların da bulunduğu ilk omurgalı hayvanlar ortaya çıkmıştı. Balıkların atası olabilecek y a da muhtemelen balıklarla yakından ilişkisi olan canlılardan biri de Pikaia'ydı. Pikaia'nın daha sonra bir vertebral kolona dönüşebilecek bir yapı olan ilkel bir notokordu vardı. İlk çeneli balıklar (Gnathostomata), bir sonraki jeolojik dönem olan Ordovisiyen'de ortaya çıktı. Yeni nişlerin kolonileştirilmesi, devasa vücut boyutlarını ortaya çıkmasına sebep oldu. Böylelikle Erken Paleozoyik sırasında, 7 metre (23 ft) uzunluğa erişebilen devasa bir zırhlı balık olan Dunkleosteus gibi boyutları giderek büyüyen balıklar ortaya çıktı.

Biyomer adı verilen yaygın biyostratigrafik birimleri tanımlayan bir dizi kitlesel yok oluş nedeniyle yaşam formlarının çeşitliliği daha büyük ölçüde artmadı. Her yok oluş dalgasından sonra, kıta sahanlığı bölgeleri, başka yerlerde yavaş yavaş evrimleşen benzer canlılar tarafından yeniden dolduruldu. Kambriyen'in sonlarına doğru, trilobitler en büyük çeşitliliğine ulaşmış ve neredeyse tüm fosil topluluklarında en çok görülen canlı olmuştu.

Karanın kolonileşmesi

Bir sanatçının gözünden Devoniyen florası

Fotosentezden kaynaklı oksijen birikimi, Güneş'in ultraviyole radyasyonunun çoğunu emen bir ozon tabakasının oluşmasına neden oldu. Bu durum, karaya ulaşan tek hücreli organizmaların ölme olasılığının daha düşük olmasın ve prokaryotların suyun dışında hayatta kalmaya ve çoğalmaya daha iyi adapte olmasını sağladı. Prokaryot soyları, ökaryotların ortaya çıkışından da evvel, tahminen günümüzden 2,6 milyar yıl öncesi kadar erken bir tarihte karada kolonileşmişti. Kara parçaları, uzun bir süre boyunca çok hücreli organizmalardan yoksundu. Süperkıta Panotya, yaklaşık 600 milyon yıl önce oluştu ve 50 milyon yıl kadar kısa bir süre sonra parçalandı. En eski omurgalılar olan balıklar, yaklaşık 530 myö okyanuslarda evrimleşmiştir. 488 milyon yıl önce sona eren Kambriyen döneminin sonlarına doğru büyük bir yok oluş meydana geldi.

Birkaç yüz milyon yıl önce, (muhtemelen alglere benzeyen) bitkiler ve mantarlar suyun kenarlarında ve daha sonra dışında büyümeye başladı. Kara mantarları ve bitkilerinin en eski fosilleri 480–460 milyon yıl öncesine aittir. Ancak moleküler kanıtlar, mantarların 1000 myö, bitkilerin de 700 myö kadar erken bir tarihte karada kolonileşmiş olabileceğini öne sürmektedir. Başlangıçta su kenarlarında yaşayan mantarlar ve bitkiler, geçirdikleri mutasyon ve varyasyonlarla kara ortamında daha fazal kolonileştiler. Hayvanların okyanusları ilk kez tam olarak ne zaman terk ettikleri bilinmemektedir. En eski kesin kanıt, yaklaşık 450 myö karada bulunan eklembacaklılara aittir. Eklembacaklılar muhtemelen karasal bitkilerin sağladığı engin besin kaynağı nedeniyle gelişti ve daha iyi adapte olmaya başladı. Eklembacaklıların 530 milyon yıl önce karada görülmüş olabileceğine dair doğrulanmamış kanıtlar da bulunmaktadır.

Dört üyelilierin evrimi

Daha fazla bilgi: Dört üyelilerin evrimi

Uzuv benzeri yüzgeçlere sahip ve dört üyelilerin öncülü bir balık olan Tiktaalik. Resim, yaklaşık 375 milyon yıllık fosiller baz alınarak yapılmıştır.

443 milyon yıl önce, Ordovisiyen döneminin sonunda, muhtemelen eşzamanlı gerçekleşen bir buzul çağı sebebiyle başka yok oluşlar da meydana geldi. Yaklaşık 380 ila 375 milyon yıl önce, ilk dört üyeliler balıklardan evrildi. Yüzgeçler, ilk dört üyelilerin hava solumak için başlarını sudan çıkardıkları uzuvlar hâline geldi. Bu durum, oksijen bakımından fakir sularda yaşamalarına veya sığ sularda küçük avlar peşinde koşabilmelerini sağlamıştı. Daha sonra kısa süreler dahilinde karaya çıkmayı göze almış olabilirler. Sonunda, bazıları karasal yaşama öylesine iyi adapte oldular ki, suda yumurtadan çıkıp, yumurtlamak için suya yine geri dönmelerine rağmen erişkinlik dönemlerini karada geçirdiler. Bu olay, amfibilerin kökenini teşkil eder. 365 milyon yıl önce tahminen küresel soğumanın bir sonucu olarak başka bir yok oluş dönemi meydana geldi. Bitkiler, bu süre zarfında (yaklaşık 360 myö) evrimleşerek karada yayılmalarını önemli ölçüde hızlandıran tohumlar geliştirdiler.

Yaklaşık 20 milyon yıl sonra (340 myö), karaya bırakılabilen ve dört üyelilerin embriyolarına hayatta kalma avantajı sağlayan amniyotik yumurta evrim ile ortaya çıktı. Bu durum, amniyotların amfibilerden ayrılmasına neden oldu. 30 milyon yıl daha sonra (310 myö) sinapsitler (memeliler dahil) sauropsitlerden (kuşlar ve sürüngenler dahil) ayrıldı. Diğer organizma grupları gelişmeye devam etti. Balıklar, böcekler, bakteriler vb. canlılarda soylar birbirinden ayrıldı fakat bunların ayrıntıları hakkında daha az şey bilinmektedir. 

Dinozorlar, Mezozoyik boyunca baskın kara omurgalılarıydı.

Birbiri ardına gerçekleşen dönemin en şiddetli yok oluşu (251~250 myö) ardından, dinozorlar yaklaşık 230 milyon yıl önce sürüngen atalarından ayrıldı. 200 myö gerçekleşen Triyas–Jura yok oluşunda, dinozorların çoğu hayatta kaldı ve dinozorlar çok geçmeden omurgalılar arasında baskın hâle geldiler. Bu dönemde bazı memeli soyları birbirinden ayrılmaya başlasa da, o zamanki memeliler muhtemelen sivri faregillere benzeyen küçük hayvanlardı.

Kuşlar ve kuş olmayan dinozorlar arasındaki ayrım net değildi fakat geleneksel olarak ilk kuşlardan biri olarak kabul edilen Archaeopteryx 150 milyon yıl önce yaşadı.

Kapalı tohumluların evrim yoluyla çiçekleri oluşturduğuna dair en erken kanıt 20 milyon yıl sonra (132 myö), Kretase dönemindedir.

Yok oluşlar

Beş büyük kitlesel yok oluştan ilki, Ordovisiyen-Silüriyen yok oluşuydu. Nedeni, büyük olasılıkla Gondvana'nın yoğun bir biçimde buzullaşarak bir kartopu dünyasına sebep olmasıydı. Deniz omurgasızlarının %60'ı ve tüm familyaların %25'inin nesli bu yok oluşla tükendi.

İkinci kitlesel yok oluş, muhtemelen ağaçların evrimleşmesinden ötürü sera gazlarının (CO₂ gibi) tükenmesi veya suyun ötrofikasyonundan kaynaklı Geç Devoniyen yok oluşuydu. Bu yok oluş ile bütün canlı türlerinin %70'inin nesli tükendi.

Üçüncü kitlesel yok oluş, Permiyen-Triyas veya Büyük Ölüm olayıydı. Bu yok oluş muhtemelen Sibirya Trapları volkanik olayı, bir asteroit çarpması, metan hidrat gazlaşması, deniz seviyesi dalgalanmaları ve büyük bir anoksik olayın birleşiminden oluşan sebeplerden kaynaklıydı. Antarktika'daki Wilkes Land krateri veya Avustralya'nın kuzeybatı kıyısındaki Bedout yapısı, Permiyen-Triyas yok oluşuyla çarpışmaların bağlantısına işaret ediyor olabilir. Ancak, bunların veya önerilen diğer Permiyen-Triyas sınır kraterlerinin gerçek zamanlı çarpışma kraterleri olup olmadığı ve hatta Permiyen-Triyas yok oluşuyla eş zamanlı olup olmadığı belirsizliğini korumsktadır. Bu, tüm familyaların yaklaşık %57'si ve tüm cinslerin %83'ünün neslinin tükendiği, o zamana kadar gerçekleşen en ölümcül yok oluştu.

Dördüncü kitlesel yok oluş, muhtemelen dinozorlardan kaynaklı yeni rekabet nedeniyle neredeyse tüm sinapsitlerin ve arkozorların neslinin tükendiği Triyas-Jura yok oluşuydu.

Beşinci ve son kitlesel yok oluş, Kretase-Paleojen yok oluşudur. 66 milyon yıl önce, 10 kilometre (6,2 mi) genişliğinde bir asteroit, bugün Chicxulub Krateri'nin bulunduğu Yucatán Yarımadası'nın hemen dışında—o zamanlar Lavrasya'nın güneybatı ucunda bir yere denk geliyordu—Dünya'ya çarptı. Çarpışmanın etkisiyle gökyüzüne güneş ışığını ve dolayısıyla fotosentezi engelleyen çok miktarda partikül madde ve buhar çıktı. Kuş olmayan dinozorlar da dahil olmak üzere tüm canlıların %75'inin soyu tükendi. Böylece Kretase döneminin ve Mezozoyik zaman sonlandı.

Memelilerin çeşitlenmesi

Daha fazla bilgi: Memelilerin evrimi

İlk gerçek memeliler, Triyas'ın sonlarına doğru dünyayı dolduran dinozorların ve diğer büyük arkozorların gölgesinde geliştiler. İlk memeliler çok küçüktü ve muhtemelen yırtıcı hayvanlardan kaçmak için gececiydiler. Memeli çeşitliliği tam anlamıyla ancak Kretase-Paleojen yok oluşundan sonra başladı. Erken Paleosen'e gelindiğinde, yerküre yok oluştan çıktı ve memeli çeşitliliği arttı. Ambulocetus gibi canlılar, okyanuslara giderek en nihayetinde balinalara dönüşürken, primatlar gibi bazı canlılar ağaçlara çıktılar. Tüm bu durum, Eosen'in ortalarından sonlarına doğru, Antarktika ve Avustralya arasında hava modellerini küresel olarak bozan bir akımın, Antarktika çevresinde oluşmasıyla değişti. Otsuz savanlar, arazilerin çoğuna hâkim bir bitki örtüsü holmaya başladı ve Andrewsarchus gibi memeliler, şimdiye kadar bilinen en büyük yırtıcı kara memelisi hâline geldi. Basilosaurus gibi ilkel balinalar ise denizlerin kontrolünü ele aldı. 

Bir sanatçının gözünden buzul çağındaki Dünya'nın buzul maksimum sırasındaki görünümü.

Otların evrimi, yerkürenin arazilerinde dikkate değer bir değişiklik meydana getirdi ve ortaya çıkan yeni açık alanlar, memelileri boyut açısında giderek daha büyük olmaya itti. Çimenler Miyosen'de genişlemeye başladı ve birçok modern memeli ilk kez Miyosen'de ortaya çıktı. Paraceratherium ve Deinotherium gibi dev toynaklılar, evrimleşere otlaklara hükmetmeye başladılar. Otların evrimi, primatları ağaçlardan yere indirerek insan evrimini başlattı. İlk büyük kediler de bu dönemde evrimleşmiştir. Tetis Okyanusu, Afrika ve Avrupa'nın çarpışmasıyla kapandı.

Panama'nın oluşumu belki de son 60 milyon yılda meydana gelen en kayda değer jeolojik olaylardan biriydi. Atlantik ve Pasifik akıntılarının birbirine kapanması, Avrupa'yı daha sıcak hâle getiren Körfez Akıntısı'nın oluşumunu sağladı. Oluşan kara köprüsü, Güney Amerika'da izole edilmiş hâlde yaşayan canlıların Kuzey Amerika'ya göç etmesini sağlarken aynı şekilde Kuzey Amerika'dakiler de Güney Amerika'ya göç edebilir hâle geldiler. Çeşitli türler güneye göç ederek Güney Amerika'da lamalar, gözlüklü ayı, kinkajular ve jaguarların yaşamasına olanak tanıdı. 

Üç milyon yıl önce, buzul çağları nedeniyle belirgin iklim değişikliklerinin görüldüğü Pleyistosen devresi başladı. Buzul çağları, modern insanın Sahra Afrika'sında evrimine ve genişlemesine sebep oldu. Egemen hâle gelen megafauna, o güne kadar subtropikal dünyanın çoğunu ele geçirmiş olan otlaklarla beslenmekteydi. Buzuların içinde tutulan büyük miktarlardaki su, Kuzey Denizi ve Bering Boğazı gibi çeşitli su kütlelerinin ufalmasına ve kimi zaman kaybolmasına yol açtı. Birçokları tarafından Beringia boyunca büyük bir göçün gerçekleştiğine ve bu göç sayesinde bugün develer (Kuzey Amerika'da evrimleşip nesli tükendi), atlar (Kuzey Amerika'da evrimleşmiş ve nesli tükendi) ve Amerika yerlilerinin var olduğu öne sürülmektedir. Son buzul çağının sona erişi, buzul çağı megafaunasının yok oluşu ve insanlığın dünya boyu genişlemesiyle aynı zamana denk geldi. Bu yok oluşa "Altıncı yok oluş" adı verilir.

İnsanın evrimi

Ana madde: İnsanın evrimi

6 milyon yıl önce yaşayan küçük bir Afrika insansı maymunu, kendisinden sonra gelen nesilleri hem modern insanları hem de onların en yakın akrabaları olan şempanzeleri içerecek olan nihai ortak ataydı. Bu insansının soy ağacının sadece iki dalı hayatta kaldı. Bölünmeden çok kısa bir süre sonra, hâlâ belirsizliğini koruyan nedenlerden dolayı, bir daldaki insansı maymunlar dik yürüme yeteneğini geliştirdiler. Beyin boyutu hızla artmış ve 2 milyon yıl önce, Homo cinsi altında sınıflandırılan ilk hayvanlar ortaya çıkmıştı. Elbette, organizmalar nesiller boyunca sürekli değiştiğinden dolayı, farklı türler ve hatta cinsler arasındaki ayrım kısmen gelişigüzeldir. Evrim tüm canlılarda eş zamanlı olarak devam ederken insansı soy ağacının diğer dalı, şempanzenin ataları ve bonobonun ataları olacak şekilde ikiye ayrıldı.

Ateşi kontrol etme yeteneği muhtemelen en az 790.000 yıl önce hatta belki de 1,5 milyon kadar önce Homo erectus (veya Homo ergaster) ile başladı. Ateşin keşfi, kontrolü ve kullanımı, Homo erectus'tan bile eski olabilir. Ateş, muhtemelen erken Alt Paleolitik (Oldowan) hominid türü Homo habilis ya da Paranthropus gibi güçlü australopithecuslar tarafından kullanılmıştır.

İnsanlık tarihinin fosil verilerine dayanarak yeniden yapılandırılmış hâli.

Dilin kökenini saptamak daha zordur; Homo erectus'un konuşabildiği veya bu yeteneğin Homo sapiens'e kadar başlamış olup olmadığı belirsizdir. Beyin büyüklüğü arttıkça bebekler daha erken, başları pelvisten geçemeyecek kadar büyümeden önce doğmaya başladı. Sonuç olarak, daha fazla plastisite sergileyen bebekler böylece daha yüksek bir öğrenme kapasitesine sahip oldu ve bu durumun bir sonucu olarak ebeveynlere bağımlılık süresi uzadı. Sosyal beceriler daha karmaşık hâle geldi, dil daha çok gelişti ve kullanılan aletler daha ayrıntılı hâle geldi. Bu durum, daha fazla işbirliği yapılmasına ve düşünsel gelişime katkıda bulundu. Modern insanların (Homo sapiens) yaklaşık 200.000 yıl veya daha öncesinde Afrika'da ortaya çıktığı düşünülmektedir. En eski fosiller yaklaşık 160.000 yıl öncesine kadar uzanmaktadır.

Maneviyat belirtileri gösteren ilk insanlar Neandertallerdir (genellikle nesli tükenmiş ayrı bir insan türü olarak sınıflandırılır). Neandertaller, ölülerini genellikle yanına hiçbir yiyecek ya da alet koymadan gömüyorlardı. Bununla birlikte, erken Cro-Magnon mağara resimleri (muhtemelen büyüsel veya dinî öneme sahip) gibi daha karmaşık inançlara dair kanıtlar günümüzden 32.000 yıl öncesine kadar görülmedi. Cro-Magnonlar geriye Willendorf Venüsü gibi muhtemelen dinî inancı simgeleyen taş heykelcikler de bırakmıştır. 11.000 yıl önce Homo sapiens, ayak basılmamış kıtaların sonuncusu olan Güney Amerika'nın güney ucuna ulaşmıştı (MS 1820'ye kadar keşfedilmemiş olan Antarktika hariç). Alet kullanımı ve iletişim gelişmeye devam ederken, kişilerarası ilişkiler daha karmaşık hale geldi. 

İnsanlık tarihi

Ana maddeler: İnsanlık tarihi ve Uygarlığın beşiği

Daha fazla bilgi: Afrika tarihi, Amerika tarihi, Antarktika tarihi ve Avrasya tarihi

Leonardo da Vinci'nin Vitruvius Adamı, Rönesans döneminde görülen sanat ve bilimdeki ilerlemelerin somut bir örneğidir.

Homo sapiens, tarihinin %90'ından fazlası boyunca küçük göçebe avcı-toplayıcı grupları hâlinde yaşadı. Dil daha karmaşık hale geldikçe, Richard Dawkins tarafından önerilen bir teoriye göre bilgiyi hatırlama ve iletme yeteneği, yeni bir çoğaltıcı olan mem hâlini aldı. Fikirler hızla değiş tokuş edilebiliyor ve nesiller boyu aktarılabiliyordu. Kültürel evrim hızla biyolojik evrimi geride bıraktı ve gerçek tarih başladı. MÖ 8500 ile 7000 yılları arasında Orta Doğu'da bulunan Bereketli Hilâl coğrafyasındaki insanlar, sistematik bitki ve hayvan yetiştiriciliğine, yani tarıma başladılar. Tarım, komşu bölgelere yayıldı ve çoğu Homo sapiens çiftçi olarak yerleşik hayata geçene kadar bağımsız olarak başka yerlerde gelişti. Özellikle Avustralya gibi evcilleştirilebilir bitki türlerinden fakir olan dünyanın izole bölgelerinde bütün toplumlar göçebeliği terk etmedi. Bununla birlikte, tarımı benimseyen bu uygarlıklar arasında, tarımın sağladığı göreceli istikrar ve artan verimlilik, nüfusun artmasını sağladı.

Tarımın büyük bir etkisi oldu; insanlar çevreyi daha önce hiç olmadığı kadar etkilemeye başladı. İhtiyaç fazlası yiyecek, bir rahip veya yönetici sınıfının ortaya çıkmasına yol açtı ve ardından iş bölümünün artmasını sağladı. Bu durum, MÖ 4000 ile 3000 yılları arasında Orta Doğu'da Dünya'nın ilk uygarlığının Sümer'de kurulmasının yolunu açtı. Eski Mısır'da, İndus Nehri vadisinde ve Çin'de hızla başka uygarlıklar ortaya çıktı. Yazının bulunuşu, karmaşık toplumların ortaya çıkmasını sağladı. Tutulan kayıtlar ve kütüphaneler birer bilgi deposu olarak hizmet etti ve kültürel bilgi aktarımını artırdı. İnsanlar artık tüm zamanlarını hayatta kalmak için çalışarak harcamak zorunda değildi, bu da ilk uzmanlık gerektiren mesleklerin (örneğin zanaatkarlar, tüccarlar, rahipler vb.) ortaya çıkmasını mümkün kıldı. Merak ve eğitim, bilgi ve bilgelik arayışını körükledi ve bilim (ilkel bir biçimde) dahil olmak üzere çeşitli disiplinler ortaya çıktı. Bu durum da, zaman zaman birbirleriyle ticaret yapan ya da toprak ve kaynaklar için savaşan ilk imparatorluklar gibi daha büyük ve daha karmaşık medeniyetlerin ortaya çıkmasına neden oldu.

MÖ 500 civarında Orta Doğu, İran, Hindistan, Çin ve Yunanistan'da zaman zaman genişleyen, kimi zaman da düşüşe geçen gelişmiş uygarlıklar vardı. MÖ 221'de Çin, tek bir devlet haline geldi, kültürünü Doğu Asya'ya yayarak büyüdü ve dünyanın en kalabalık ulusu olarak kaldı. Bu dönemde, İndus Vadisi Uygarlığı'nda vedalar olarak bilinen ünlü Hindu metinleri ortaya çıktı. Bu medeniyet, savaşta, sanatta, bilimde, matematikte ve mimaride gelişmiştir. Batı uygarlığının temelleri, dünyanın ilk demokratik hükûmeti olan ve felsefe ile bilimdeki büyük ilerlemeleriyle büyük ölçüde Antik Yunan'da ve hukuk, hükümet ve mühendislikteki ilerlemeleriyle Antik Roma'da şekillendi. Roma İmparatorluğu, 4. yüzyılın başlarında İmparator Konstantin tarafından Hristiyanlaştırıldı ve 5. yüzyılın sonunda çöktü. 7. yüzyıldan itibaren Avrupa'nın Hıristiyanlaşması başladı ve en geç 4. yüzyıldan itibaren Hristiyanlık, Batı medeniyetinin şekillenmesinde önemli bir rol oynadı. 610 yılında İslam ortaya çıktı ve hızla Batı Asya'daki baskın din haline geldi. Beyt'ül Hikmet, Abbâsîler döneminde Irak'ın Bağdat şehrinde kurulmuştur. Bağdat ve Kahire'deki Müslüman alimlerin dokuzuncu yüzyıldan on üçüncü yüzyıla, MS 1258 yılında Moğolların Bağdat'ı yağmalamasına kadar gelişim gösterdiği İslam'ın Altın Çağı'nın önemli bir entelektüel merkezi olduğu kabul edilir. MS 1054'te Roma Katolik Kilisesi ile Doğu Ortodoks Kilisesi arasındaki bölünme, Batı ve Doğu Avrupa arasında belirgin kültürel farklılıklara yol açtı.

14. yüzyılda, İtalya'da din, sanat ve bilimdeki ilerlemelerle Rönesans başladı. Bu sıralarda, Hristiyan Kilisesi, siyasi gücünün çoğunu kaybetti. 1492'de Kristof Kolomb Amerika'ya ulaştı ve Yeni Dünya'da büyük değişikliklere neden oldu. Avrupa medeniyeti 1500 yılından itibaren değişmeye başladı ve bu değişimler bilimsel ve endüstriyel devrimlere yol açtı. Avrupa kıtası, Sömürge dönemi olarak bilinen bir zamanda, dünyadaki diğer insan toplulukları üzerinde siyasi ve kültürel hâkimiyet kurmaya başladı (ayrıca bkz. Keşifler Çağı).

Son olaylar

Ana madde: Yakın Çağ

Ayrıca bakınız: Modernite ve Gelecek

Astronot Bruce McCandless II, Challenger uzay mekiğinin dışında, 1984

Değişim, 1940'ların ortalarından günümüze kadar hızlı bir şekilde devam etmiştir. Teknolojik gelişmeler arasında nükleer silahlar, bilgisayarlar, genetik mühendisliği ve nanoteknoloji yer almaktadır. İletişim ve ulaşım teknolojisindeki gelişmelerin teşvik ettiği ekonomik küreselleşme, dünyanın birçok yerinde günlük yaşamı etkilemiştir. Demokrasi, kapitalizm ve çevrecilik gibi kültürel ve kurumsal modellerin etkisi arttı. Hastalık, savaş, yoksulluk, şiddetli radikalizm ve son dönemdeki insan kaynaklı iklim değişikliği gibi kayda değer endişeler ve sorunlar, dünya nüfusunun artmasıyla yükseldi.

1957'de Sovyetler Birliği ilk yapay uyduyu Dünya yörüngesine fırlattı ve kısa bir süre sonra Yuri Gagarin uzaya çıkan ilk insan oldu. Neil Armstrong, Ay'a ilk ayak basan kişi oldu. Güneş Sistemi'ndeki bilinen tüm gezegenlere insansız sondalar gönderildi ve bunlardan bazıları (Voyager uzay araçları gibi) Güneş Sistemi'nin dışına çıktı. On beşten fazla ülkeyi temsil eden beş uzay ajansı, Uluslararası Uzay İstasyonu'nu inşa etmek için birlikte çalıştı. 2000 yılından beri istasyon ile uzayda sürekli bir insan varlığı olmuştur. World Wide Web, 1990'larda günlük yaşamın bir parçası haline geldi ve o zamandan beri gelişmiş dünyada vazgeçilmez bir bilgi kaynağıdır.

Konuyla ilgili yayınlar

• Dalrymple, G.B. (1991). The Age of the Earth. California: Stanford University Press. ISBN 978-0-8047-1569-0. 
• Dalrymple, G. Brent (2001). "The age of the Earth in the twentieth century: a problem (mostly) solved". Geological Society, London, Special Publications. 190 (1): 205-221. Bibcode:2001GSLSP.190..205D. doi:10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14. Erişim tarihi: 13 Nisan 2012. 
• Dawkins, Richard (2004). The Ancestor's Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Life. Boston: Houghton Mifflin Company. ISBN 978-0-618-00583-3. 
• Gradstein, F.M.; Ogg, James George; Smith, Alan Gilbert, (Ed.) (2004). A Geological Time Scale 2004. Reprinted with corrections 2006. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-78673-7. 
• Gradstein, Felix M.; Ogg, James G.; van Kranendonk, Martin (2008). On the Geological Time Scale 2008 (PDF). International Commission on Stratigraphy. Fig. 2. 28 Ekim 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Nisan 2012. 
• Levin, H.L. (2009). The Earth through time (9th bas.). Saunders College Publishing. ISBN 978-0-470-38774-0. 
• Lunine, Jonathan I. (1999). Earth: evolution of a habitable world. United Kingdom: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-64423-5. 
• McNeill, Willam H. (1999) [1967]. A World History (4th bas.). New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-511615-1. 
• Melosh, H. J.; Vickery, A. M. & Tonks, W. B. (1993). Impacts and the early environment and evolution of the terrestrial planets, in Levy, H. J. & Lunine, Jonathan I. (eds.): Protostars and Planets III, University of Arizona Press, Tucson, pp. 1339–1370.
• Stanley, Steven M. (2005). Earth system history (2nd bas.). New York: Freeman. ISBN 978-0-7167-3907-4. 
• Stern, T.W.; Bleeker, W. (1998). "Age of the world's oldest rocks refined using Canada's SHRIMP: The Acasta Gneiss Complex, Northwest Territories, Canada". Geoscience Canada. 25: 27-31. 
• Wetherill, G.W. (1991). "Occurrence of Earth-Like Bodies in Planetary Systems". Science. 253 (5019): 535-538. Bibcode:1991Sci...253..535W. doi:10.1126/science.253.5019.535. PMID 17745185. 

Dış bağlantılar

• Davies, Paul. "Quantum leap of life". The Guardian. 2005 December 20. – discusses speculation on the role of quantum systems in the origin of life
• Evolution timeline (uses Flash Player). Animated story of life shows everything from the big bang to the formation of the Earth and the development of bacteria and other organisms to the ascent of man.
• 25 biggest turning points in Earth History BBC
• Evolution of the Earth. Timeline of the most important events in the evolution of the Earth.
• The Earth's Origins – In Our Time, BBC.
• Ageing the Earth, BBC Radio 4 discussion with Richard Corfield, Hazel Rymer & Henry Gee (In Our Time, Nov. 20, 2003)