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# 深太空氣候天文台

深太空氣候天文台| 深太空氣候天文台 |
| 其他名称 | DSCOVR Triana AlGoreSat |
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| 任务类型 | 太空天氣 |
| 运营方 | NASA / NOAA |
| 国际卫星标识符 | 2015-007A |
| 衛星目錄序號 | 40390 |
| 网站 | www.nesdis.noaa.gov/dscovr |
| 任務時長 | 5年（預計） 11年，4个月，1天 (elapsed) |
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| 航天器属性 |
| 平台 | SMEX-Lite |
| 制造方 | 戈達德太空飛行中心 |
| 發射質量 | 570公斤（1,260磅）  |
| 尺寸 | Undeployed: 1.4乘1.8米（4英尺7英寸乘5英尺11英寸） |
| 功率 | 600 watts |
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| 任務開始 |
| 發射日期 | 2015年2月11日23:03:42 UTC |
| 运载火箭 | 獵鷹9號1.1版運載火箭 |
| 發射場 | 卡納維爾角 |
| 承包方 | SpaceX |
| 運營開始時間 | 8 June 2015 |
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| 軌道參數 |
| 参照系 | 日心軌道 |
| 軌域 | 拉格朗日點L1 |
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| PlasMag | Plasma-Magnetometer |
| NISTAR | National Institute of Standards and Technology Advanced Radiometer |
| EPIC | Earth Polychromatic Imaging Camera |
| ES | Electron Spectrometer |
| PHA | Pulse Height Analyzer |

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|  DSCOVR logo太空天氣計畫Space Weather Follow On-Lagrange 1 → |

**深太空氣候天文台**（Deep Space Climate Observatory、簡稱**GoreSat**）是美國國家海洋暨大氣總署(NOAA) 的太空天氣、太空氣候和地球觀測衛星。2015年2月11日，深太空氣候天文台由SpaceX使用獵鷹9號1.1版運載火箭從卡納維爾角發射升空。

深太空氣候天文台是美國國家海洋暨大氣總署的第一顆投入使用的深空衛星，為太陽磁暴發生時向地球發出警報的主要系統。

## 參考資料
# 時域[编辑]

傅里叶变换可以將時域下的函數（圖中紅色部份），轉換為對應頻域的函數（圖中藍色部份）。函數中所包括的各頻率分量，在頻域下會變成不同頻率下的峰值
**時域**（英語：time domain）或**时间域**，是分析數學函數、物理信號、经济或环境数据等的时间序列，對時間的關係；亦即在分析问题时，以时间为自变量（作为横轴），待分析數據为因变量（作为纵轴），描述并研究函数、动态信号强度等随时间的变化。在时域中，若是連續時間的情形，時間為任意實數時，信号或函数的值都是已知的。若是離散時間的情形，則在各離散時間下的信号或函数的值已知。若要在時域下分析電子信號，常常會使用示波器。信號在時域下的圖可以看出信號在不同時間下的變化，而信號在頻域下的圖可以看出信號在各頻率範圍下的分佈情形。

## 詞語的由來

時域和頻域的用來是源自1940年代末的美國通信工程，這二個詞語約在1950年時，在沒有定義的情形下一起出現。若分析用到秒或是其他時間單位作為计量单位，此分析就是在時域下的分析。若某分析是用時間倒數的單位（如赫茲）為计量单位，該分析就是在頻域下的分析。

## 相關條目

* 頻域
* 傅里叶变换
* 拉普拉斯变换
* Blackman–Tukey變換

## 參考資料
# 擺

傅科擺
鐘擺原理
**擺**是一種實驗儀器，可用來展現種種力學現象。最基本的擺由一條繩或竿，和一個錘組成。錘繫在繩的下方，繩的另一端固定。當推動擺時，錘來回移動。擺可以作一個計時器。

## 類型

### 簡諧運動

若最高處（ WIKINIUM\_MATH\_PH\_0 ）的繩子和最低處（速度最大值）的繩子的夾角 WIKINIUM\_MATH\_PH\_2 相當小（ WIKINIUM\_MATH\_PH\_4 ）時，可使用下列公式近似算出它的振動週期。

#### 週期公式

* WIKINIUM\_MATH\_PH\_6 （ WIKINIUM\_MATH\_PH\_8 為擺長； WIKINIUM\_MATH\_PH\_10 為當地重力加速度）

一擺長為 WIKINIUM\_MATH\_PH\_12 公尺的單擺，於地表處作小角度擺動可近似為簡諧運動，週期 WIKINIUM\_MATH\_PH\_14 ，這種單擺稱之為秒擺。

#### 公式證明

一單擺擺錘正在擺盪最高處(此時 WIKINIUM\_MATH\_PH\_16 )，繩和鉛直線有夾角 WIKINIUM\_MATH\_PH\_18 ，繩長為 WIKINIUM\_MATH\_PH\_20 ，相對於平衡點的位移為 WIKINIUM\_MATH\_PH\_22

此物體受下列力的影響（下列說明錯誤，繩子的張力是因為擺錘重力引起，任何一瞬間擺錘法向（徑向）合力為零，但切線加速度為 WIKINIUM\_MATH\_PH\_24 ）

* 繩子之拉力大小 WIKINIUM\_MATH\_PH\_26
* 重力大小 WIKINIUM\_MATH\_PH\_28

繩子的拉力 WIKINIUM\_MATH\_PH\_30 有分力

* WIKINIUM\_MATH\_PH\_32
* WIKINIUM\_MATH\_PH\_34

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_36

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_38

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_40

解得 WIKINIUM\_MATH\_PH\_42

代入 WIKINIUM\_MATH\_PH\_44

得到 WIKINIUM\_MATH\_PH\_46

根據廣義相對論可知， WIKINIUM\_MATH\_PH\_48

故 WIKINIUM\_MATH\_PH\_50

### 單擺

sin θ 取為θ的誤差。
取 WIKINIUM\_MATH\_PH\_52 為繩的長度， WIKINIUM\_MATH\_PH\_54 為繩和垂直平面的線的交角， WIKINIUM\_MATH\_PH\_56 為 WIKINIUM\_MATH\_PH\_58 的最大值， WIKINIUM\_MATH\_PH\_60 為錘的質量， WIKINIUM\_MATH\_PH\_62 表示角度加速度 WIKINIUM\_MATH\_PH\_64 。

忽略空氣阻力以及繩的彈性、重量的影響：

* 錘速率最高是在 WIKINIUM\_MATH\_PH\_66 時。當錘升到最高點，其速率為 0。繩的張力沒有對錘做功，整個過程中動能和位能的和不變，機械能守恆。
* 運動方程為：

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_68
注意到不論*θ*的值為何，運動週期和錘的質量無關。

當 WIKINIUM\_MATH\_PH\_70 相當小的時候， WIKINIUM\_MATH\_PH\_72 ，因此可得到一條二階齊次常係數微分方程。此為一簡諧運動，週期 WIKINIUM\_MATH\_PH\_74 。

準確的運動週期不可以用基礎函數求得。考慮微分方程：

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_76
 WIKINIUM\_MATH\_PH\_78
 WIKINIUM\_MATH\_PH\_80
將上式重寫成第一類橢圓函數的形式：

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_82
其中 WIKINIUM\_MATH\_PH\_84

週期可以用級數表示成：

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_86
 WIKINIUM\_MATH\_PH\_88
### 衝擊擺

衝擊擺是來用計算子弹速度的實驗室儀器。它的原理為：物件碰撞前後動量守恒，擺運動時能量守恒。

衝擊擺和普通擺相似，特別之處它的錘會和射入子弹產生完全非彈性碰撞，即碰撞後兩者會合為一。

將子弹射向停止的錘，使錘和子弹合在一起擺動。設錘質量為 WIKINIUM\_MATH\_PH\_90 ，子弹質量和初速度分別為 WIKINIUM\_MATH\_PH\_92 和*v*，錘和子弹碰撞後的速度為*u*。

以下是子弹速度的計算方法：

由動量守恒定律，

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_94
由能量守恒定律，

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_96
解得 WIKINIUM\_MATH\_PH\_98 。

### 倒單擺

和台車和倒單擺組成的系統
倒單擺有許多不同的架構，常見的有二種。

最簡單的是無質量的直桿一端接在固定的樞紐上，另一端連結重量，此架構類似一般單擺，但因為重量在樞紐點上方，直桿在重量下方，需支持重物不落下，因此會將單擺的線改為有剛性的直桿。

另外一種是將倒單擺放在可以一維水平運動的台車上，透過台車的水平運動來控制擺的位置。

倒單擺在擺直立朝上時可以平衡，不過是不穩定平衡，需要透過控制系統才能維持平衡。

### 圆錐擺

錐擺的路徑是平面上圓。擺運動時，繩的路徑為一個圓錐面。這是圓周運動。

### 複擺（物理擺/compound pendulum)

當質量不集中或不規則的物體以轉軸吊起擺動時，此擺稱作複擺（物理擺）。由於有質量分佈的緣故，週期跟剛性物體重心對轉軸的轉動慣量（I）有關。根據平行軸定理及可以求出小角度複擺週期為 WIKINIUM\_MATH\_PH\_100

### 雙擺(complex pendulum/double pendulum)

雙擺系統的一例
雙擺系統是混沌的。

### 磁性擺

和雙擺一樣，磁性擺系統是混沌的。

## 應用

### 傅科擺

傅科擺的移動可作為地球自轉的證據。

### 鐘擺

擺鐘。

為了減少溫度變化的影響，有不同的設計：

* 柵形補償擺（Gridiron Pendulum）：以不同金屬（鋼和銅）配搭，保持擺的長度不變
* Graham's pendulum：有一個水銀管柱，保持擺的重心不變
* 以木製擺
* Ellicott compensated pendulum：用多個擺的結構配合

## 參考

* Paul Appell, "Sur une interprétation des valeurs imaginaires du temps en Mécanique", Comptes Rendus Hebdomadaires des Scéances de l'Académie des Sciences, volume 87, number 1, July, 1878.
* The Pendulum: A Physics Case Study, Gregory L. Baker and James A. Blackburn, Oxford University Press, 2005
# 水圈[编辑]

地球是一個表面充滿水的行星。
**水圈**（英語：hydrosphere）是一個行星、衛星或小行星上所有的水以及其循环所構成的环境系统。太阳系绝大多数天体表面的水要么匮乏，要么仅以固态存在，只有地球上的水可以同时以气态、液态和固态三种形式存在。

地球上的水可存在于大气（水蒸气或云、雾等气溶胶形态）、海洋（海水和半咸水）、陆地（河、湖、湿地等多为淡水的地表水体，以及冰川、雪原等陆地冰冻圈）和地下（地下水、地下河和土壤含水），以及生物体内的水分。水圈可與岩石圈、生物圈、大氣圈、磁圈等其他地球外表圈層高度重疊，共同形成地球的生態圈。

地球水圈的總質量約為1.4×1018公噸，佔地球質量的0.023％，約有20×1012公噸存在於地球大氣層。地球表面積有3.61億平方公里（占75％）被海洋所覆蓋，海洋的平均鹽度為每公斤海水35克鹽（3.5％）。水圈的上限可视为对流层顶端，下限为深层地下水所及的最大深度。

## 分布

全球水的总储藏量约为13.86億立方公里，其中97.5％是鹹水，只有2.5%是淡水。而淡水中约68.9％在极地冰蓋和高山冰川，以冰或永久積雪的形式存在；30.8％是地下水體；只有0.3％分布於容易接近的湖泊、河川和水庫系統。它们在物質狀態和水体之间不断地转化和循环，形成水的大循环和相对稳定的分配。

通常情况下，一个水體就是一个完整的生态系统，包括其中的水、悬浮物、溶解物、底质和水生生物等。因此也可以称其为水环境。

## 水循環

水圈中的水藉由水循環的方式，展現各種不同的形態。
水循環將水從一種狀態轉移到其他狀態，或從一個水體轉移到另一個水體。水體包括大氣水分（雲、雨和雪）、海洋、河流、溪流、湖泊、地下水、地下含水層、極地冰蓋和飽和土壤。太陽能以熱和光（日照）的形式出現，重力導致為期數小時到數千年的物質狀態轉換。大多數蒸發來自海洋，並且會因降水返回地面。昇華指的是冰與雪的蒸發。 蒸騰是指植物通過维管束或氣孔散失的水分。蒸散則是水文學家對蒸騰、昇華和蒸發三種過程的合稱。

馬克·德維利耶（Marq de Villiers）在他的著作《水》中，將水圈描述為一種存在有水的封閉系統。水圈是錯綜複雜、相互依賴的；是整體的、穩定的；並且"似乎是為了調控生命而建立的”。 德維利耶宣稱:“地球的總水量在地質時代幾乎不會改變，我們曾經有什麼我們就仍然有什麼。水可以被污染、濫用和誤用，但不是被創造也不是被毀滅，它只能轉移。沒有證據顯示水蒸汽會逸散至太空。”

“每年地球上水分的轉移量有5.77萬立方公里。這是從海洋表面（5.03萬立方公里）和陸地（0.74萬立方公里）蒸發的水。大氣的總降水量與之相同，海洋總量4.58萬立方公里，陸地1.19萬立方公里。地表降水與蒸發量之間的差異（119,000 - 74,200 = 44,800 立方公里/年）代表了地球河川的總徑流量（42700 立方公里/年）和由地下水直接到海洋的總徑流量（2100 立方公里/年）。這些是支持生命和人類經濟活動的淡水的主要來源。”

根據伊戈爾·希克洛馬諾夫（Igor A. Shiklomanov）的說法，海水再補充和替代的循環需要2500年才能完成，永久凍土和冰需要1萬年，深層地下水和高山冰川需要1500年，湖泊需要17年，河流需要16天。

## 水圈與大氣圈

水圈對當前大氣的形成也相當重要。地球剛形成時，大氣只有非常稀薄的氫氣和氦氣，與目前的水星大氣相似。之後，氫氣和氦氣從大氣中排出，隨著地球冷卻和火山噴發而釋放的氮氣和水蒸氣等氣體
。隨著地球的冷卻，大氣中的水蒸汽凝結成雨降下。同時，大氣中的二氧化碳溶解在雨水中，使大氣進一步冷卻。接著進一步導致水蒸汽凝結和下降。雨水充滿了地球表面的凹陷，形成了海洋。據估計，這發生在40億年前。第一生命形式於海洋開始，這些生物體不是呼吸氧氣。之後，當藍菌演化出現，轉化二氧化碳為食物並製造氧氣的過程開始。結果導致我們的大氣與其他行星的組成明顯不同，是地球上生命的基本要素。

* 大气圈、生物圈、岩石圈、冰雪圈、土壤圈
* 海
* 水體
* 水環境

## 注釋與參考資料
# 大气层[编辑]

地球大氣中氣體散射的藍光波長遠勝於其他波長，因此從太空中看見的地球會出現藍色的光暈
紫外成像下的金星大气和云层——金星有着太阳系类地行星中最高密度的大气层
木星活躍的大氣層，包括太阳系中最大的反气旋风暴——大紅斑
土卫六的大气层比地球大气层的密度还要高
**大氣層**（英語：atmosphere）亦稱**天體大氣層**或简称**大气**，是指受到重力影响聚攏在天體外表周圍的氣體混合体，如果天体自身质量夠大且氣溫夠低，就能長期留住这些气体不会流失到外太空。许多气态巨行星的大气成分都与太阳星云相似（多为氢气、氦气和简单氢化物如甲烷、水蒸气和氨气），而类地行星和冰巨行星则会因为大气逃逸、地质释气、撞击事件和凝结作用而产生不同成分。许多行星会因大气层局部温度高低产生的气压差而出现各种风暴和高速气流，且都会因为散射不同光谱而展现出不同的颜色。

宇宙中最被人类熟知的是地球大氣層（因此口语中时常用“大气层”做为同义词），其成分主要是单质的氮和氧（两者共占摩尔浓度近99%），其中活性较强的氧气（O2）不僅是绝大多数复杂生物新陈代谢所必需的化学物质，其同素异构体——臭氧（O3）还可以形成保護地表生物圈的遗传物质和有机物免受太陽紫外線电离辐射傷害的臭氧层。现今较为富氧（浓度约20.8%）的地球大气是古大氣層經過各种拥有叶绿素的光合自营生物（蓝绿菌、质体藻类和植物）数十億年来不断进行产氧光合作用的結果。

恆星大氣層指的是恆星外围的區域，典型的範圍是從不透明的光球開始向外的部份。相對來說是低溫的恆星，在它們外面的大氣層也許可以形成複合的分子。

## 壓力

氣壓是單位面積上受到周圍氣體垂直加諸於其上的力量，他取決於行星的重力和在地區上組合的空氣柱的總質量。根據國際認可的標準大氣壓（atm）氣壓單位定義是101,325 帕（或是每平方公分1,013,250達因）。

大氣壓力因為在一個地點之上的氣體質量會隨著高度減少而降低，氣壓隨高度下降的係數為數學上的*e* （無理數，其近似值為2.71828），稱為高度標度，並以*H*來表示。對一個溫度均勻一致的大氣層，高度標度與溫度成正比，並且與行星的重力加速度乘上乾燥空氣的分子質量成反比。像這種模式的大氣層，隨著高度的增加，壓力成指數的下降。但是，大氣層的溫度是不均勻的，所以要精確的測量某一特定高度的壓力是很複雜的。

## 逃逸

表面重力，維繫大氣層的力量，在行星中是極不相同的。例如，巨大的行星木星有著非常大的重力，能夠保留住在較低的重力下會逃逸的氫和氦這種輕的氣體。其次，與太陽的距離確定可以用來加熱大氣的能量，能否加熱氣體使分子的熱運動超出行星的逃逸速度—氣體分子克服行星重力掌握所需的速度。因此，遙遠和寒冷的泰坦和冥王星儘管重力相對較低，但仍能保有它們的大氣層。理論上，星際行星也許也能保有厚實的大氣層。

因為氣體在任何的特定溫度下都有大範圍的分子移動速度，所以總是會有一些氣體緩慢的滲漏至太空中。具有相同動能的氣體，輕的氣體運動的速度比重的氣體快，因此分子量較低的氣體流失的比那些分子量較重的氣體更快。這被認為是金星和火星會失去它們的水的原因，因為當它們的水受到來自太陽的紫外線光解成為氫和氧之後，氫會逃逸而去。地球的磁場協助阻擋了會使氫加速逃逸的太陽風，然而，在過去的30億年，地球也許經由在極區的極光活動，損失了包括氧氣在內的2%大氣層。

其他也會造成大氣損耗的機制是太陽風，包括飛濺、撞擊侵蝕、天氣、和隱藏—"有時是指結冰"—進入風化層和極冠。

## 成分

最初的原始大气一般被認為與在行星形成所在地周围的太陽星雲有著一樣的化學成分和溫度，而內部的氣體隨後逃逸。這些原始的大氣層隨著時間的過去而逐漸演變成为化学成分不同的次生大气，后者因行星各自不同的特性造成非常不同的結果。

金星和火星的行星大氣主要的組成是二氧化碳，還有少量的氮、氬、氧和可追蹤的其他氣體。

地球的大氣層主要由生活在其中生物產生的副產品來改造。地球大氣層包含大約（以摩爾容量/體積計算）78.08%的氮和20.95%的氧，數量易變（平均為0.247%，全球大氣研究中心）的水蒸氣、0.93%的氬、0.038%的二氧化碳，和微蹤的氫、氦以及其他的"惰性氣體"（揮發氣體的汙染）。

低溫和重力較強大的氣體巨星—木星、土星、天王星、和海王星—能夠輕易的保留住低分子量的氣體。這些行星有以氫-氦和微蹤的更複雜化合物構成的大氣層。

有兩顆外層行星的衛星有著不能忽視的大氣層：土星的衛星泰坦和海王星的衛星崔頓，主要成分為氮。冥王星，在軌道的近日點附近，有著與崔頓相似，由氮和甲烷組成的大氣層，但在遠離太陽時氣體的大氣層會凍結。

太陽系內還有其他的天體有極端稀薄且不穩定的大氣層，這些包括月球（鈉氣）、水星（鈉氣）、木衛二（氧氣）、木衛一（硫）和土衛二（水蒸氣）。

行星HD 209458b是第一顆被哈伯太空望遠鏡測量出大氣層結構的系外行星。HD 209458是位於飛馬座的一顆恆星，HD 209458b是軌道靠近母恆星的氣體巨星，因此大氣層被加熱至超過1,000 K，並且穩定的逃逸入太空。氫、氧、碳和硫都在行星膨脹的大氣中被偵測出來。

## 構造

### 地球

地球的大氣層從地面往上包括對流層（包括行星的邊界層或最底層的大氣）、平流层、中氣層（散逸層）、增溫層（熱成層，包含電離層和外逸層），還有磁層。每一層有不同的氣溫，定義出溫度隨著高度的變化率。

3/4的大氣層在對流層內，並且這一層的厚度有很大的變化，在赤道的厚度達到17公里，在極區的厚度僅有7公里。臭氧層，吸收來自太陽紫外線的能量，主要位於同溫層，高度在15至35公里。卡門線的位置在增溫層內，高度100公里處，通常被作為地球大氣層和太空的分界線。但是外逸層的高度可以從距離地表500公里延伸至1,000公里，並在該處與行星的磁層互動。

### 其他

其他已知有大氣層的天體列於下表。

#### 太陽系內

* 金星
* 月球
* 火星
* 木星
	+ 木卫一（艾奥）
	+ 木卫二（歐羅巴）
	+ 木衛三（盖米尼德）
* 土星
	+ 土卫六（泰坦）
	+ 土衛二（恩克多拉斯）
* 天王星
* 海王星
	+ 海卫一（崔顿）
* 冥王星

#### 太陽系外

* HD 209458 b

## 循環

當對流成為比熱輻射更有效率的運輸者時，由於溫度的差異造成了大氣的循環。在行星的主要熱源是來自太陽的輻射，在熱帶多餘的熱會輸送到更高的緯度。當行星的內部能產生相當數目的熱量時，例如木星的狀況，對流能經由大氣層將能量由內部區域的高溫傳送至表面。

## 重要性

經由地質學家對行星的透視，大氣層是對行星演化形態學的行為實質上的代理者。風運輸塵土、侵蝕地表和帶離淤積和其他的微粒（風成程序）。霜和降雨，取決於它們的成分，也影響到地表。氣候變化可能影響到行星的地質歷史，反過來，研究地球表面也可以對行星的大氣和氣候的現狀和過去有所了解。

對氣象學家，測量大氣的構成可以確定氣候和它的變異。

對生物學家，構造是和生命的出現與演變密不可分的。

* 岩石圈、水圈、生物圈
* 蒸發計（汽化計）
* 太空邊緣
* 電離層
* 恆星大氣層
* 全球性氣候系統元件表
# 生物圈[编辑]

> 生物系统层级关系：生物圈 > 生态系统 > 群落 > 种群 > 个体
>
>

生物圈是所有生態系統的總和。
**生物圈**（英語：Biosphere）是指地球上**所有生態系的統合**整體，是地球的一个外层圈，其範圍為海平面上下垂直各約10公里(共约20公里)。它包括地球上有生命存在和由生命过程变化和转变的空气、陆地、岩石圈和水。从地质学的广义角度上来看生物圈是结合所有生物以及它们之间的关系的全球性的生态系统，包括生物与岩石圈、水圈和空气的相互作用。生物圈是一個封閉且能自我調控的系統。地球目前是整个宇宙中唯一已知的有生物生存的地方。一般认为生物圈是从35亿年前生命起源后演化而来的。

簡單來說地球上所有的生物體和賴以生存的環境，合稱生物圈。

## 词源和使用

生物圈包含：大氣圈、水圈、岩石圈與生態圈。
地质学家爱德华·修斯于1875年最早使用了“生物圈”（biosphere）一词，并将其定义为“地球表面生命居住的地方”。该词汇最初是地质学词语，用以显示达尔文和马修·方丹·莫里的理论对地球科学的影响。1920年代，生物圈一词获得其生态意义。1935年生态系统这个词被引入。弗拉基米尔·韦尔纳茨基将生态学定义为研究生物圈的科学。如今，生物圈的概念集合了天文学、地质物理学、气象学、生物地理学、演化论、地质学、地质化学、水文学等多项科学，可以说它集合了所有与地球和生命有关的科学。

### 狭义定义

一些生物学家和地质学家使用生物圈这个词时使用一个比较狭义的定义。比如地质化学家将生物圈定义为所有生物的总和。「人為定義，隨著人的發現改變」这个定义将生物圈定义为地球的四个圈（另三个为大气圈、水圈和岩石圈）之一，通常认为该圈位于大气圈底部、水圈全部和岩石圈上部。这个狭义的定义是现代科学的专业化导致的。有些科学家更喜欢使用1960年代出现的“生态圈”这个词来代表这个狭义的定义。

### 廣義定義

另外的一些學者則採取廣義的**生物圈**定義：任何包含多個生態系，形成封閉而能自我調控的系統總稱
。
例如：1990年代的生物圈計畫“生物圈二號”和外太空中的某些具生物的星球，即被部份學者視為是一個生物圈。

### 生物環境和小生境

生長環境和小生境是地球生物圈的更小單位。生長環境是植物和動物生長的自然去處。例如，洞穴、山和海洋。在身長環境裡還有小生境。活物在小生境的生物圈內佔據地盤。

## 地球生物圈

地球生物圈的範圍是陸域環境、淡鹹水區、低層大氣。
垂直上下各約10公里，共20公里。

距今大约32-36亿年的化石
### 历史

地球生命的早期证据包括在格陵兰岛发现的，包含有生物活动痕迹的石墨，这个样本距今大约37亿年。此外，人们还在澳大利亚西部34.8亿年历史的砂岩中发现了微生物席化石。最近，在2015年，在澳大利亚西部发现了距今41亿年的“生命遗迹”。2017年，科学家宣布在加拿大魁北克省 Nuvvuagittuq 的海底热泉喷口沉积物中发现了疑似微体化石，其年龄达到42.8亿年，堪称地球上最古老的生命记录，这表明，地球在44亿年前形成海洋之后 “几乎瞬间就出现了生命”。生物学家 Stephen Blair Hedges 认为，“如果地球上的生命出现的如此之快，那么生命在宇宙中的分布或许十分常见。”

### 范围

黑白兀鹫
地球的每个部分，从极地冰盖到赤道，每一处都遍布着生命的痕迹。最近的微生物研究发现，在地球的地层以下也有生物的存在，并且生存在这“非宜居区域”微生物形式的生物量可能超过了地球表面动物与植物的总和。地球生物圈的实际厚度难以估计。许多鸟类可以飞行至1800米的高空，而鱼类可以遨游在8372米下的深海。

并且我们还发现了许多更为极端的案例，黑白兀鹫可以飞上高达11000米的平流层；斑头雁迁徙飞行时的高度达到8300米；牦牛生活在海拔5400米的高原；雪羊生活在3050米的高山。这些居住在高海拔地区的生物依赖地衣、草本生存。

生活在加拉帕戈斯海底热泉附近的嗜压原生动物 xenophyophore
在地球生物圈的每个角落我们都能发现各种生命形式。在土壤、热泉、地表19000米下的岩石、海洋的最深处、64000米的高层大气中，我们都发现了生命的存在。在实验环境中，微生物甚至可以在外太空的真空环境存活。土壤以及地表以下的细菌的总碳质量大约为 5 × 1017 g，大概相当于一个英国的重量。原核生物（包括细菌和古菌）的总碳质量可能高达0.8万亿吨（生物圈总碳质量估计在1-4万亿吨之间）。人们在深达10000多米的马里亚纳海沟中发现了适应高压环境的微生物（耐压生物）的存在，事实上，在深度11000米的挑战者深渊中也发现了有单细胞生命的活动痕迹。其它研究指出，微生物能够在美国西北部2590米的海床以下580米的岩石中兴盛繁衍。在瑞典，科学家从钻入地壳5000多米的岩芯中提取到了可培养的嗜热微生物，此处岩石温度在65-75°C。地底温度会随着进入地壳深度的增加而上升，温度上升的趋势取决于许多因素，包括地壳类型（大陆/海洋）、岩石类型、地理位置等。已知微生物生命可以在最高122°C的温度中生存（Methanopyrus kandleri Strain 116），“深层生物圈” 的生命极限很可能是由温度而不是绝对深度来定义的。2014年8月20日，科学家证实了南极洲冰层下800米有微生物的存在。 正如一位研究者所说：“你可以在任何地方找到微生物，它们对环境的适应性极强，无论在哪里都能生存”。

### 年度变化

陆地植被：棕色（低植被密度），深绿色（高植被密度）；海洋浮游植物：紫色（低密度），黄色（高密度）。
## 人造生物圈

人们在实验环境中制造了一些生物圈，它们也被称为是封闭的生态系统。这些人造生物圈被用于研究生态系统的演变以及地外生命的可能性。这些生物圈包括：

* 位于美国亚利桑那州的生物圈二号，占地面积13000m2
* 苏联时期在西伯利亚克拉斯诺亚尔斯克的生物物理学学会建造的BIOS-1、BIOS-2和BIOS-3
* 在日本进行的生物圈-J（CEEF, Closed Ecology Experiment Facilities）实验
* 在巴塞罗那自治大学进行的微生态生命支持系统替代方案（MELiSSA）实验

## 地外生物圈

目前人类还未发现有地外生命存在的痕迹，所以关于地外生物圈的学说还处于猜想阶段。地球殊异假说认为，类似地球的环境是十分罕见的，可能在大多数存在生命的地外星球中，其中的生命也只能以微生物的形式存在。相反，地球相似理论（Earth analog）则认为，宇宙中应该存在大量与地球类似的地外行星，因为毕竟地外行星的数目十分巨大。TRAPPIST-1星系中可能存在有三颗与地球类似的行星，它们之中或许存在生物圈。我们对于生命的起源尚未有完整的认识，所以还不清楚在地外行星中到底有多大一部分发展出了实际的生物圈。

根据开普勒太空望远镜的观测结果，科学家推算，如果生命的发生概率大于千分之一，那么距离地球最近的地外生物圈可能在100光年以内。

将来人类也可能在外星球建立人造生物圈，例如火星地球化构想。

* 地球科学概述
* 岩石圈
* 水圈
* 大气圈
* 冰雪圈
* 影子生物圈
* 人與生物圈計劃
* 气候
* 適居帶
* 生命保障系统
* 稳态

## 參考文獻
# 全新世[编辑]

| 第四紀的下級劃分
 |
| --- |
| 紀
 | 世
 | 期
 | 年代 (万年)
 |
| 第四紀
 | 全新世
 | 梅加拉亚期
 | 0--0.42
 |
| 诺斯格瑞比期
 | 0.42--0.82
 |
| 格陵兰期
 | 0.82--1.17
 |
| 更新世
 | 晚更新期 | 1.17--12.6
 |
| 千葉期 | 12.6--77.3
 |
| 卡拉布里亞期 | 77.3--180
 |
| 格拉斯期 | 180--258
 |
| 新近紀 | 上新世 | 皮亚琴期 | **以前** |

**全新世**（英語：Holocene，發音：/ˈhɒl.əsiːn/）旧称**冲积世**（Alluvium，該詞彙現指沖積層），是地球历史上最年轻的地质年代，属于显生宙新生代第四纪，承接更新世，始于11700年前（或公元前9,700年）新仙女木期的结束。

2018年7月，国际地质科学联合会根据气候将全新世划分为三个阶段：格陵兰期（11,700年前至8,200年前）、诺斯格瑞比期（8,200年前至4,200年前）和梅加拉亚期（4,200年前至现在）。此划分由国际地层委员会提出，认为全新世持续至今。格陵兰期以冰期后的气候变暖为特征。诺斯格瑞比期则因冰川融化导致的海洋环流中断，引发大范围的气候变冷。现今的梅加拉亚期始于一场持续约200年的极端干旱。

但也有學者提出第一次工业革命後應該另分為人類世，因此全新世应只包括人类前工业时期。人類世是由1995年諾貝爾獎得主，荷蘭大氣化學家保羅·克魯岑（Paul Crutzen）於2000年提出。一些學者例如威廉·拉迪曼則將人類世拉到更早的時期，例如人類開始務農的時期。人类世工作组则建议将1945年7月16日人类首次进行原子弹测试的时间定为人类世的开始。但在2024年3月，國際地質科學聯合會以12比4（2票棄權）否決。

全新世的英文名称“Holocene”源自希腊语“ὅλος”（holos，完全的）和“καινός”（kainos，新的），表示“完全新近的”。这个概念表达了这个地质时期是“全新的”。“-cene”作为后缀，用于新生代所有七个地质时期的命名中。

全新世的气候变化与人类社会的发展（包括新石器革命、史前青铜时期和信史时代）有密切的关系，因此详细研究全新世的气候和环境变化至关重要。研究全新世气候变化的主要材料包括高纬度和高海拔冰芯、湖泊沉积物纪录、树轮、石笋及其他洞穴沉积物，高沉积速率的深海沉积物等。

格陵兰岛的冰芯记录提供了年纪分辨率的气候变化，它显示了自新仙女木期结束后全新世气候最适宜期的气温很稳定。但这种稳定的气温变化学说受到越来越多的挑战，許多研究表明全新世的气候变化同样很明显，并且呈现一定的周期性。目前全新世气候变化的原因仍在进一步探讨之中。

## 古地理和氣候

更新世末期隨着冰河時期的結束而結束，地球氣候變暖，全新世開始。這可能導致或促成了更新世巨型動物群的滅絕。科學家認為，更新世末期到全新世期間的全球氣候變暖可能使人類能更容易的到達之前因封凍而無法到達的新棲息地。全新世時代的氣候較凍土層鵝卵石出現。中緯度地區的冰川可能於上新世的末期開始形成。上新世時期的全球變冷可能導致了森林的消失和草原、稀樹草原的擴大。

在全新世，大陸漂移不斷進行，從距當今位置250千米處移動到距當今位置70千米處，南美洲通過巴拿馬地峽與北美洲相連，使南美洲原有的有袋類動物幾乎完全被滅絕。巴拿馬地峽的形成對全球氣候有着重大影響，溫暖的赤道洋流就此被切斷，來自極地的寒冷洋流進一步降低了被封閉的大西洋的溫度。中美洲在上新世完全形成，使得南、北美洲原有的動物能夠離開原來的棲息地向新的地區遷移。歐亞大陸和非洲大陸的板塊碰撞創造了地中海，封閉了殘餘的特提斯洋。

## 撞擊事件

最近發現了許多件在全新世的隕石事件，地點包括歐洲、印度洋和西伯利亞，例如位於馬達加斯加外海現在作為代表的伯克爾坑或是德國的基姆高撞擊坑，它們都被認為是撞擊的結果。可能由於早期歷史上發生的大海嘯，戲劇性的影響了人類文化，或許啟發了大洪水或類似挪亚方舟的神話故事。此種波浪的沖刷也許和劇烈的天氣變化一起作用，造成突然且巨大的侵蝕破壞了陸橋。各式各樣的洪水，也包括氣候變化和地震斷層線造成海洋地棚受到侵蝕而脆弱。

## 参考

* 铁器时代
# 新生代[编辑]

地质年代* 查
* 论
* 编
-4500 —–-4000 —–-3500 —–-3000 —–-2500 —–-2000 —–-1500 —–-1000 —–-500 —–0 —**冥古宙太古宙元古宙显生宙始太古代古太古代中太古代新太古代古元古代中元古代新元古代古生代中生代新生代**  单位：百万年前
**新生代**（Cenozoic） 是地球地质历史上显生宙的第三个、也是最晚的一个代，也是目前最年轻的一个地质时代，从6600万年前白垩纪—古近纪灭绝事件开始一直持续至今。新生代下分兩个纪，分別是第三纪與第四纪，第三紀又分為古近纪與新近纪。共七个世。

新生代是哺乳动物繁荣并占据各个生物圈的优势生态位的时期，因此也称**哺乳动物时代**。除此之外，鸟类、有鳞爬行类、滑体两栖类、辐鳍鱼和昆虫也有很大发展，被子植物彻底成為优势陆生植物，使得裸子植物和蕨类植物等逐渐衰落被边缘化。

在新生代第四代晚期的全新世，属于灵长目哺乳动物的智人通过新石器革命形成以农业为基础的定居文明，并在之后的一万年间通过技术的不断进步成为地球有史以来唯一能够大规模改变地表生态环境并离开大气层、登陆其它天体并尝试探索宇宙的物种。

## 地理

盘古大陆已经彻底分裂，地球上的各个大陆逐渐移动到今天的位置上：印度、澳洲向北移，前者更撞向亞洲而形成喜瑪拉雅山脈和青藏高原；北美洲和南美洲也在此段時間連接起來。

## 下分地質時期

以下時期以時間先後順序劃分：

* 古近纪
	+ 古新世
	+ 始新世
	+ 渐新世
* 新近紀
	+ 中新世
	+ 上新世
* 第四紀
	+ 更新世
	+ 全新世

（包括現在）

* 在过去，古近纪和新近纪常合并为第三纪，它们因而也曾分别被称作早第三纪和晚第三纪。

* 地质时代表
# 智人[编辑]

| 智人 化石时期：更新世中期－至今
 |
| --- |
|  |
| 先驱者10号、11号探測器攜帶的鍍金鋁板上刻畫的人类形象
 |
| 保护状况
 |
|  无危（IUCN 3.1） |
| 科学分类  |
| 界： | 动物界 Animalia |
| 门： | 脊索动物门 Chordata |
| 纲： | 哺乳纲 Mammalia |
| 目： | 灵长目 Primates |
| 科： | 人科 Hominidae |
| 属： | 人属 *Homo* |
| 种：
 | **智人 *H. sapiens |
| 二名法
 |
| Homo sapiens Linnaeus, 1758
 |
| 亞種
 |
| * †長者智人H. s. sapiens idaltu
* 晚期智人？ *H. s. sapiens*
 |
|  |
| 现代智人的分布範圍
 |
| 異名
 |
| 异名* *Homo aethiopicus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo americanus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo arabicus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo aurignacensis* Klaatsch & Hauser, 1910
* *Homo australasicus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo cafer* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo capensis* Broom, 1917
* *Homo columbicus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo cro-magnonensis* Gregory, 1921
* *Homo drennani* Kleinschmidt, 1931
* *Homo eurafricanus* (Sergi, 1911)
* *Homo grimaldiensis* Gregory, 1921
* *Homo grimaldii* Lapouge, 1906
* *Homo hottentotus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo hyperboreus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo indicus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo japeticus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo melaninus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo monstrosus* Linnaeus, 1758
* *Homo neptunianus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo palestinus* McCown & Keith, 1932
* *Homo patagonus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo priscus* Lapouge, 1899
* *Homo proto-aethiopicus* Giuffrida-Ruggeri, 1915
* *Homo scythicus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo sinicus* Bory de St. Vincent, 1825
* *Homo spelaeus* Lapouge, 1899
* *Homo troglodytes* Linnaeus, 1758
* *Homo wadjakensis* Dubois, 1921
 |

**智人**（学名：*Homo sapiens*，意为“有智慧的人类”）是脊椎动物亚门哺乳纲灵长目人科人属唯一现存的物种，在演化生物学上分早期智人和晚期智人两个演化阶段，从人类文明发展的角度，早期智人又可称古人，晚期智人则为新人，此外还有已灭绝的亚种长者智人。

## 早期智人

早期智人（英語：Archaic Homo sapiens）大約在距今25萬年到40萬年間演變出來，體質特徵上介於直立人和晚期智人之間。早期智人腦容量已達到現代人的水準，用獸皮做衣服，能人工取火，有埋葬死人的習俗。

## 晚期智人

智人（红色）的迁徙路径及直立人（黄色）和尼安德特人（棕色）的分布
晚期智人在体质特征上和现代人已没有明显差异，能精制石器和骨器，懂得绘画、雕刻等艺术，能修建简单房屋，男女有明确分工。

人类单地起源说主张智人源于非洲，在距今大约5万年到10万年间迁移出非洲，取代了亚洲的直立人和欧洲的尼安德特人。智人走出非洲时在中东一带与尼安德特人相遇，并发生小规模融合混血，然后才迁移到世界各地，所以非洲以外的现代人都携有部分尼安德特人的基因。
智人往东迁徙在亚洲遇到了丹尼索瓦人，并融合了一部分丹尼索瓦人基因。

## 物种数量

智人在数百万年的演化中，由于地球环境的反复变化，智人的物种数量在随之不停发生变化，其物种的族群也曾三度几近灭绝勉强存活下来。其中，在大约19.5万年前，智人的物种群数量最少竟仅剩600人，这些智人幸运又聪明地存活了下来，并逐渐演化为了现代人类。现代人类的人口数量仍在历史中不停变化，或因为疫病，或因为战争等。

世界人口密度點图
如今，截至2025年1月，世界人口超过81.7亿，联合国估计在2050年时将达到100至110亿。2025年，人口最多的国家是印度（14亿3千万）、中国（14亿）、美国（3亿4千万）、印尼（2亿8千万）、巴基斯坦（2亿4千万）、尼日利亚（2亿3千万）、巴西（2亿）、孟加拉国（1亿6千万）、俄罗斯（1亿4千万）、墨西哥（1亿3千万）、日本（1亿2千万）。

* 直立人
* 现代人
# 南方古猿[编辑]

| †南方古猿属 化石时期：
 |
| --- |
|  |
| 科学分类  |
| 界： | 动物界 Animalia |
| 门： | 脊索动物门 Chordata |
| 纲： | 哺乳纲 Mammalia |
| 目： | 灵长目 Primates |
| 科： | 人科 Hominidae |
| 亚科： | 人亚科 Homininae |
| 族： | 人族 Hominini |
| 亚族： | 人亚族 Hominina |
| 属： | **†南方古猿属 *Australopithecus R.A. Dart, 1925 |
| 模式種
 |
| 非洲南方古猿 *Australopithecus africanus* Dart, 1925
 |
| 种
 |
| * †阿法南方古猿 *A. afarensis*
* †非洲南方古猿 *A. africanus*
* †湖畔南方古猿 *A. anamensis*
* †羚羊河南方古猿 *A. bahrelghazali*
* †近亲南方古猿 *A. deyiremeda*
* †驚奇南方古猿 *A. garhi*
* †源泉南方古猿 *A. sediba*

曾被界定為南方古猿屬的種：

* 埃塞俄比亞傍人 *P. aethiopicus*
* 羅百氏傍人 *P. robustus*
* 鮑氏傍人 *P. boisei*
 |
|  |

**南方古猿屬**（學名：*Australopithecus*）是一些已滅絕的靈長目物種的統稱，該些物種與現代人類密切相關。人們從在非洲東部、中北部和南部的許多地點發現的一系列化石中得知，南方古猿的各個物種生活在440萬至140萬年前，即上新世和更新世時期（持續時間為530萬至11,700年前）。

該屬最初被發現的化石是「露西」。根據化石證據，南方古猿的成員兼具人類和猿類的特徵。它們與現代人類相似，都是雙足行走（即用兩條腿行走），但像猿猴一樣，它們的大腦很小。它們的犬齒比猿類的小，而頰齒比現代人類的大。

## 参看

* 傍人
* 乍得沙赫人
* 肯亞平臉人
* 人類演化歷程
* 人类学

## 參考資料
# 元古宙[编辑]

| 元古宙 |
| --- |
|  |
| 从左到右：大氧化事件和休伦冰河时期；第一个真核生物，像红藻；成冰纪雪球地球；埃迪卡拉生物群 |
| 地质年代 |
|
地质年代* 查
* 论
* 编

-4500 —–-4000 —–-3500 —–-3000 —–-2500 —–-2000 —–-1500 —–-1000 —–-500 —–0 —**冥古宙太古宙元古宙显生宙始太古代古太古代中太古代新太古代古元古代中元古代新元古代古生代中生代新生代**  单位：百万年前 |
| 词源 |
| 名称是否正式 | 正式 |
| 具体信息 |
| 天体 | 地球 |
| 适用区域 | 全球 (ICS) |
| 适用时标 | ICS Time Scale |
| 定义 |
| 地质年代单位 | 宙 |
| 年代地层单位 | 宇 |
| 名称是否正式 | 正式 |
| 下边界定义 | 以时间定义 |
| 上边界定义 | *Treptichnus pedum*的遗迹化石 |
| 上边界GSSP位置 | 加拿大纽芬兰Fortune Head ﻿ / ﻿ |
| GSSP批准时间 | 1992 |

**元古宙**（**Proterozoic**，符号**PR**），又稱**元古代**、**原生代**，是地球地质历史中的第三个宙，也是前寒武纪最晚的一个地质时期。元古宙分为古元古代、中元古代和新元古代三个代，始于同位素年龄25亿年前（2500 Mya）由大氧化事件引起的休伦大冰期，上承太古宙；结束于5.42亿年前（542.0±1.0 Mya）的埃迪卡拉纪末大灭绝，下启显生宙，跨度近20亿年，是四大宙中历时最久的一个。

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

## 生物

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

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

元古宙中期的间冰期因为环境普遍硫化缺氧导致整整十亿年间生物演化速度迟缓，但仍出现了最早的多细胞生物和有性繁殖以及最原始的多孔动物（海绵）。在成冰纪大冰期消退后，元古宙末期的埃迪卡拉纪出现大量软体多细胞生物并发生演化辐射，同时也出现了最早的刺胞动物、扁盘动物和两侧对称动物（包括已灭绝的前分节动物和原始的软体动物、环节动物、泛节肢动物和棘皮动物），但元古宙的这些软体生物都不具有能形成化石的矿化骨骼，因此只留下少量模铸化石和遗迹化石。这也使得后世的古生物学界曾一度错误的认为前寒武纪没有复杂生物存在。

## 大气

元古宙早期的大气因为大氧化事件开始有游离态氧气出现，但在地表还原剂物质（如亚铁、硫等）被氧化耗尽之前，氧气的占比几乎可以忽略不计。在23亿年前条状铁层沉积停止后，大气中氧气含量也仅为0.1%~0.2%（即现今浓度的0.5%~1%）。休伦冰河期结束后，地球进入了一个气候地质稳定但硫化缺氧的十亿年时期，直到8.5亿年前因为可固氮的蓝绿菌和更能适应严酷环境的原始质体生物（绿藻和红藻等）开始繁盛，大气中含氧量才真正开始不断稳固爬升，在元古宙末期达到1%~2%（约现今水平的10%），史称新元古代氧化事件。大气中游离氧气的提升也使其较不稳定的三原子同素异构体——臭氧得以在平流层底部长期存在，最终形成了可以屏蔽高能紫外线电离辐射（UVB和UVC）的臭氧层。

因为游离氧气与大气甲烷的自发氧化反应和不间断的光合固碳移除二氧化碳都大大减弱了温室效应，加上太阳辐射和地热活动波动的影响，元古宙在早期和后期都发生了全球性的大冰期，世界各地（包括赤道）都发现了冰川遗迹。元古宙早期古元古代的成铁纪和层侵纪有历时三亿年的休伦冰河期，而元古宙后期的新元古代至少有四次大的冰期，即成冰纪的斯图尔特冰期、马林诺冰期和埃迪卡拉纪的噶斯奇厄斯冰期、拜科努尔冰期，其中至少前两者是全球性的大冰期，且因其间隔很短所以合称为“雪球地球事件”。

## 地质

元古宙也曾发生广泛的地壳运动，在前期是地球主要的造山时期，现代大陆地壳的43%都形成于元古宙，相比之下39%形成于太古宙，仅18%形成于显生宙。对花岗岩放射性定年表明，元古宙有五次大陆增生时期，但规模一次比一次小。

元古宙开始了超大陆旋回，前半时间占支配地位的是哥伦比亚超大陆，形成于20亿至18亿年前，在13亿年前解体。在中国北方为呂梁構造期。罗迪尼亚超大陆存在于新元古代（11.5亿到7亿年前），以劳亚大陆（今北美大陆）为核心，格林威尔造山运动形成了阿巴拉契亚山脉。

元古宙时期的地层中蕴藏有丰富的铁矿、铜矿和稀土金属矿物，地层比较完整，较少变质，陆间海沉积分布广泛。

## 另见

* 前寒武纪
	+ 冥古宙
	+ 太古宙
* 显生宙

## 附註

* 地質年代
# 石炭纪

|  |
| --- |
| **石炭纪** 358.9–298.9百万年前
PreЄ
Є
O
S
D
C
P
T
J
K
Pg
N

 |
|
晚石炭世：3亿年前的地球

 |
| 全時期平均大氣O 2含量 | 约32.3 Vol % （为現代的162% ） |
| 全時期平均大氣CO 2含量 | 约800 ppm （为前工業時期3倍） |
| 全時期平均地表溫度 | 约14℃ （高於現代0℃） |
| 海平面（高於現代） | 從120米降至現代水平，在末期穩定上升至80米
 |

石炭纪主要分界* 查
* 论
* 编
-360 —–-355 —–-350 —–-345 —–-340 —–-335 —–-330 —–-325 —–-320 —–-315 —–-310 —–-305 —–-300 —–-295 —**古生代泥盆纪石炭纪二叠纪**密西西比世賓夕法尼亞世杜内期维宪期谢尔普霍夫期巴什基尔期莫斯科期卡西莫夫期格舍尔期     ←石炭纪雨林崩溃事件←马荣溪化石群←柔默空缺结束←柔默空缺开始石炭纪时间表
直轴：百万年前
**石炭纪**（英語：**Carboniferous**，符號**C**）是地球历史中显生宙古生代的第五个（倒数第二个）纪，也是晚古生代两个地质时期中较老的一个。石炭纪上承泥盆纪、下启二叠纪，从3.58亿年前的泥盆紀後期滅絕事件开始，到2.98亿年前的石炭纪雨林崩溃事件而结束。因为以早期兩棲動物（特别是离片椎类）为代表的四足类脊椎动物在這個時代开始占据陆地环境并成为食物链中上层的优势物种，所以石炭纪又被稱為「**兩棲時代**」。

石炭纪的名字来自于拉丁语*carbō*（“石炭”）和*ferō*（“持有、承载”），源于当时在全世界各地茂密史前森林在地层中形成的煤床。石炭纪是第一个不以其研究岩层的所在地命名的地质时期，由英国地质学家威廉·科尼比尔（William Daniel Conybeare，1787～1857）和威廉·菲利普斯（William Phillips，1775～1828）二人于1822年合作命名。

石炭纪与之前的泥盆纪和之后的二叠纪之间的边界年代主要是通过放射性同位素断代获得的。对石炭纪的内部分类各个地区使用非常不同的系统，在西欧一般被分为上下两个亚纪；在美国分密西西比纪和宾夕法尼亚纪；在俄罗斯分上、中、下三个亚纪，这些不同的系统在其使用地区和传统中却相当稳定。古生物学上的细节划分一般使用海生动物：䗴类、头足类、腕足动物、珊瑚等。陆地植物也被用来对晚石炭世作细节划分。

## 古生物

### 植物

石炭纪，尤其是石炭纪晚期可以被称为是蕨类植物的时代。蕨类植物森林的规模可以从今天石煤层的规模中看出来端倪。这些在今天成为石煤的植物当中最主要的是：

* 属于石松门的鳞木属，高度达到40米，其茎的直径可达1米
* 属于石松门的封印木属，高度达到30米
* 属于木贼纲的芦木也达到了20米高

#### 演化事件

* 在石炭纪晚期出现裸子植物。
* 出现附生植物和藤本植物。
* 最早的树脂化石纪录。

### 动物

#### 海生动物

泥盆纪海中占支配作用的盾皮鱼类在泥盆紀後期滅絕事件后再也没有出现过。石炭纪海中的鱼类主要是活动灵便的软骨鱼类和辐鳍鱼类。尤其是软骨鱼类，占据了海中的支配地位，石炭纪的软骨鱼类多样性远高于中生代时期的软骨鱼类。

出现了新兴的䗴类，是单细胞生物，但它们可以达到10厘米大。菊石和海百合繁盛。三叶虫到石炭纪已经大部分绝灭，只剩下几个属种。

#### 陆地动物

最早的无翼的昆虫在中泥盆世就出现了，到晚石炭世时，有翼的昆虫出现。石炭統煤系地層中發現超過500種的昆蟲。

在陆地和淡水生活的脊椎动物主要是肉鳍鱼类、离片椎类两栖动物和非羊膜爬行形类，它们还保存着相当的水生习性。由于它们在陆地上还没有竞争对手，因此它们的种类非常多，有些一直大到6米长。

#### 演化事件

* 最早可以算作羊膜动物的骨骼化石纪录（石炭纪晚期）。
* 最早的虫瘿化石纪录。
* 软骨鱼类的卵鞘和粪化石最早纪录。

* 塔利怪物属復原圖，分类未定
* 镰鳍鲨属復原圖：下方（雄性）、上方（雌性）
* 蒙大拿異翅魚復原圖，属于腔棘鱼纲
* 石炭紀早期的肺蝎體長可達70厘米
* 石炭紀晚期的巨脈蜻蜓翼展可達75厘米
* 石炭紀末期至二叠纪早期的湖龙属體長可達1.5米，是地球上最早的陆栖大型四足食肉动物

## 古地理

晚石炭世时期的地球
### 出发点

在泥盆纪中北美地块和北欧-俄罗斯地块结合到一起。这块大陆与后来的冈瓦那大陆的其它部分（今天的非洲、南美洲、南极洲、澳大利亚和印度）之间部分是由不同的地形组成的海洋。在泥盆纪晚期这些地区与北美-北欧-俄罗斯组成的大陆已开始有接触。

### 发展

石炭纪内这个过程继续发展，到早石炭世、晚石炭世交界的时期这个过程达到一个高潮。直到石炭纪晚期非洲西北部与北美之间的空隙才被填补。阿巴拉契亚山脉的造山运动完成。西伯利亚与俄罗斯也已经基本相接，乌拉尔山脉形成，盤古大陸基本形成。

## 气候

石炭纪开始时非洲的南角位于地球的南极。石炭纪中冈瓦那大陆按顺时钟方向旋转，到二叠纪时南极洲位于南极。石炭纪开始后气温下降，在石炭纪早期就已经有冰川形成，但到石炭纪/二叠纪间期冰川发展到了高潮期。在冈瓦那大陆到处都可以找到冰川的痕迹。地质分析证明在石炭纪中气温比较温暖的时期与气温比较寒冷的时期不断交替。石炭纪晚期的大量煤的沉积可能与海面的不断上下波动有关。这个波动可能是由于冈瓦那大陆南部冰川的融化和延长而造成的。

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* Bugs
# 古近纪[编辑]

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| **古近纪** 66–23.03百万年前
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始新世（5000万年前）

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| 全時期平均大氣O 2含量 | 约20 Vol % （为現代的100% ） |
| 全時期平均大氣CO 2含量 | 约500 ppm （为前工業時期2倍） |
| 全時期平均地表溫度 | 约18℃ （高於現代4℃） |
| 古新世至上新世的主要分层* 查
* 论
* 编

-65 —–-60 —–-55 —–-50 —–-45 —–-40 —–-35 —–-30 —–-25 —–-20 —–-15 —–-10 —–-5 —–0 — **新生代白垩纪古近纪新近纪第四纪**古新世始新世漸新世达宁期塞兰特期 赞尼特期伊普雷斯期路特期巴尔顿期普里阿邦期鲁培尔期恰特期阿基坦期波尔多期兰盖期塞拉瓦尔期托尔顿期墨西拿期赞克尔期皮亚琴期     中新世上  ←古新世—始新世极热事件←北美草原扩张←南极冰盖出现←白垩纪—古近纪灭绝事件←墨西拿盐度危机古新世至上新世的时间表 直轴：百万年前
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**古近纪**（英語：Paleogene，符号**Pg**），旧称**早第三纪**、**古第三紀**，是地质时代中的一个纪，开始于同位素年龄66 Ma，结束于23.03 Ma。“古近纪”一名中的“古”是paleo-的意译，“近”则是-gene的音译，并兼顾了字面意义。古近纪包括古新世、始新世、渐新世。

## 生物

被子植物在侏罗纪就已经出现，在白垩纪陆地革命中兴盛成为优势的陆生植物，到了古近纪時已经极度繁盛；羊齿、松柏等逐渐被樟树、柳树等取代；这时被子植物主要为乔木。

在海中，双壳类软体动物（如牡蛎、海扇、珠蚌）等异常繁盛，腹足类繁多且分布广泛。有孔虫、棘皮动物分布广泛，也有圆盘虫、货币虫等的分布。在蛇颈龙、沧龙等中生代海洋爬行动物灭绝后，海洋食物链的上层生态位逐渐被古鲸等鲸豚类海洋哺乳动物占据。

在陆地上，哺乳动物和鸟类迅速多样化，占据了非鸟恐龙和翼龙灭亡后空出的各种生态位。重要的是各种古老、原生的胎盘类和有袋类大量发展，在經過長久的演化進程後，它们基本上和现代哺乳动物没有直接的系统关系。

## 地理

冈瓦纳古陆进一步分裂，澳大利亚与南极大陆分开，逐渐北移；印度地块在始新世时与亚洲腹地连接，形成南亚次大陆；北非渐向东赤道靠近。南﹑北美在巴拿马地峡有时连接﹐引起部分动物迁徙。初期欧亚大陆与北美相连；形成白令陆桥，晚期形成陆生动物迁徙的路线。格陵兰、斯堪的纳维亚已移近现在位置。阿拉伯半岛与非洲分开﹐开始与亚洲相连，红海出现。

在喜马拉雅运动時期，青藏高原开始隆起﹐中国西部產生大规模的山前凹陷、並形成东部沉积中心。火山活动多為基性的喷发。但西藏冈底斯山、拉萨一带有中酸性的火山物质。

* 新近紀