前寒武纪年代学

古气候

大气和海洋的演变

在前寒武纪的漫长过程中，地球的气候条件发生了很大变化。在沉积记录中可以看到这一点，该记录记录了大气和海洋组成随时间的明显变化。

大气氧合

在25亿年前之前，地球几乎可以肯定地具有还原性大气层。太阳的辐射是由还原性气体甲烷（CH ₄）和氨气（NH ₃）产生的有机化合物。矿物铀矿（UO ₂）和黄铁矿（FeS ₂）在氧化性气氛中容易被破坏；这些矿物质在30亿年前的沉积物中的未氧化颗粒，证实了还原性气氛。但是，皮尔巴拉地区的the石中存在着许多类型的丝状微化石，这些化石的历史可以追溯到34.5亿年前，这表明那时光合作用已经开始向大气释放氧气。25亿年前的蓝绿藻（蓝藻）的细胞壁中存在化石分子，表明到那个时期存在稀有的产氧生物。

太古伊恩洋（4.0至25亿年前）的海洋中含有大量来自火山的亚铁（Fe ²⁺），并以赤铁矿（Fe ₂ O ₃）的形式沉积在BIF中。结合亚铁的氧气作为蓝细菌代谢的废物提供。从31亿年前到25亿年前（大约在27亿年前），BIF的沉积发生了巨大的爆发，清除了亚铁的海洋。这使得大气中的氧气水平显着增加。到18亿年前真核生物广泛出现时，氧气浓度已上升到目前大气水平（PAL）的10％。这些相对较高的浓度足以使氧化风化发生，富赤铁矿化石土壤（古土壤）和红层（含赤铁矿涂层石英颗粒的砂岩）证明了这一点。6亿年前达到了第二个主要峰值，该峰值将大气中的氧气含量提高到PAL的50％。它的出现是动物生命的首次出现（metazoans），需要足够的氧气来生产胶原蛋白并随后形成骨骼。此外，在前寒武纪期间的平流层中，自由氧开始形成一层臭氧（O ₃），目前该臭氧层可作为抵御太阳紫外线的保护层。

海洋的发展

地球海洋的起源要早于最古老的沉积岩。格陵兰岛西部Isua的38.5亿年前沉积物含有沉积在水中的BIF。这些沉积物包括表明水运的磨碎碎屑锆石颗粒，与玄武质熔岩夹层，该熔岩具有枕形结构，当熔岩在水下挤压时形成。液态水的稳定性（即其在地球上的连续存在）意味着地表海水温度与目前的温度相似。

太古代和元古代沉积岩化学成分的差异指出了控制两个前寒武纪之间海水成分的两种不同机制。在太古宙时期，海水成分主要受到通过玄武质洋壳抽水的影响，例如今天在海洋扩散中心发生的情况。相反，在元古代时期，控制因素是稳定大陆边缘的河水排放，这是在25亿年前之后才开始发展的。今天的海洋通过在各大洲的淡水径流所输送的盐分与海水中的矿物质沉积之间保持平衡来维持其盐度水平。

气候情况

前寒武纪时期控制气候的主要因素是各大洲的构造构造。在超大陆形成时期（25亿，2.1到18亿以及10亿到9亿年前），火山的总数是有限的。岛弧极少（与强烈的火山和地震活动有关的长而弯曲的岛链），并且海洋扩张脊的总长度相对较短。火山的相对短缺导致温室气体二氧化碳（CO ₂）的低排放。这导致了较低的表面温度和广泛的冰川。相反，在大陆破裂时，导致海底扩散和俯冲的最大速率（2.3到18亿，1.7到12亿和800到5亿年前），许多火山的CO ₂排放量很高。在海洋的山脊和岛屿弧中。增强了大气温室效应，使地球表面变暖，并且没有冰川作用。后者的条件也适用于大陆形成之前的太古代。

温度和降雨

在格陵兰发现了38.5亿年前的海洋沉积物和枕形熔岩，这表明存在液态水，这意味着在前寒武纪初期，地表温度高于0°C（32°F）。澳大利亚存在35亿年前的叠层石，表明表面温度约为7°C（45°F）。由于剧烈的火山作用导致大气中二氧化碳含量升高（海底裂隙喷出熔岩），导致太古宙极端的温室条件使地表温度足以维持生命的发展。他们抵消了太阳光度降低（太阳总能量输出率）的问题，太阳光度降低了当前值的70％到80％。没有这些极端的温室条件，地球表面就不会产生液态水。

相反，很难找到地质记录中降雨的直接证据。格陵兰西南部18亿年前的岩石中保存完好的雨坑提供了一些有限的证据。