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이황의 문하에서 수학하였으며, 1563년에는 외척으로 전횡을 부리던 자신의 외삼촌 이량을 탄핵하여 퇴출시키기도 했다. 이황의 문인임에도 이이, 성혼과 어울린 탓에 자연스럽게 서인이 되었다. 그 뒤 종조부 심통원을 탄핵한 이이와 사감을 갖지 않고 계속 친하게 지냈다. 김효원이 한때 윤원형의 식객이었던 점을 집요하게 물고 늘어져 김효원이 이조정랑으로 취임하는 것을 반대하였고 이로인해 사림이 분열되며 을해당론의 빌미를 제공한다. 자(字)는 방숙(方叔), 호는 손암(巽菴), 간암(艮菴), 황재(黃齋)이고, 봉군호(封君號)는 청양군(靑陽君)이며, 본관은 청송(靑松)이다.
세종의 국구인 영의정 청천부원군(靑川府院君) 심온(沈溫)의 6대손, 세조 때 영의정을 지낸 청송부원군(靑松府院君) 심회(沈澮)의 5대손이며, 명종 때 영의정을 지낸 청천부원군(靑川府院君) 심연원(沈連源)의 손자이고, 명종의 국구 영돈녕부사 청릉부원군(靑陵府院君) 심강(沈綱)의 차남으로, 인순왕후(명종의 비)의 동생이며, 선조 때 병조판서를 지낸 청림군(靑林君) 심충겸(沈忠謙)의 형이다. 또한, 선조 때 영의정을 지낸 윤두수(尹斗壽)와 사돈지간이었으며, 인조의 아버지 원종의 국구인 능안부원군(綾安府院君) 구사맹(具思孟)과도 사돈지간이었다.
관력.
명종 때, 별시문과에 급제하여, 예조좌랑, 사간원 정언, 이조좌랑, 홍문관 부수찬, 홍문관 교리, 홍문관 수찬, 병조정랑, 사헌부 지평 등을 지내고, 호당에 뽑혀, 사가독서를 하였다. 1563년에는 외척으로 전횡을 부리던 자신의 외삼촌 이량을 탄핵하여 퇴출시키기도 했다.
성균관 전적, 의정부 검상, 의정부 사인, 사간원 사간, 사복시 정, 홍문관 부응교, 홍문관 응교, 사헌부 집의, 홍문관 직제학, 군기시 정, 승정원 동부승지, 승정원 우부승지, 이조참의를 지냈다. 선조 때, 승정원 우승지, 사간원 대사간을 거쳐, 1573년 다시 이조참의가 되었다.
이후, 사헌부 대사헌, 형조참판, 병조참판, 병조판서에 이르렀으나, 1574년 대사헌, 오위도총부 부총관으로 좌천되었다. 1575년 동서분당이 발생하자, 서인의 영수로 지목되어, 개성부 유수, 전라도 관찰사, 함경도 관찰사, 전주 부윤 등 외직을 전전하다가, 다시, 내직(경직)으로 옮겨, 예조참판이 되고, 청양군(靑陽君)에 습봉되었다.
척신 출신이지만 구세력을 대표하는 인물로 사림들간에 명망이 높았다. 명종 때, 외숙부 이량이 사림들을 탄핵할때, 반대로 외숙부 이량을 탄핵하여 축출시키기도 하였다. 1573년 심의겸이 이조참의로 있을 때, 김종직 계통의 신진 세력으로서 김효원이 이조정랑에 천거되자 반대했다. 김효원이 일찍이 권신이었던 윤원형의 식객이었다고 주장하였다.
그러나 김효원은 윤원형의 식객이 아니라 윤원형의 사위 이조민과 친분이 있었을뿐이라는 점이 밝혀졌고, 인순왕후 역시 일찍감치 수렴청정에서 물러나 있었기에 심의겸에게는 실권이 없었다. 1574년에 이조정랑에 오른 김효원은 이일에 대해 앙심을 품고 있다가 다음해에 심의겸의 동생 심충겸의 이조전랑 임용을 방해했다. 김효원은 심충겸이 인순왕후의 동생이기에 외척으로 청요직인 이조전랑직에 적합치 않다고 격렬히 반대하며 후임자 지명권을 행사하지 않았다. 결국 심충겸은 이조전랑에 오르지 못했고 점차 양측의 알력이 커져 사림은 두패로 분열되는 동서분당의 원인을 제공한다.
마침내 구세력은 심의겸을 중심으로 서인이라 했으며, 신진 세력은 김효원을 중심으로 동인이라 하였다. 그 후 당쟁이 커질 것을 염려한 율곡 이이의 조정으로 개성부 유수, 전라도 관찰사로 좌천되었다. 이후, 함경도 관찰사, 전주 부윤, 예조참판이 되었으나, 1584년 심의겸을 변호하던 율곡 이이가 죽은 후 동인이 득세하고 서인이 몰락하자 파직되어, 파주로 낙향해 살다가, 1587년 별세하였다.
그의 날카롭고 비타협적인 성격은 당쟁의 실마리를 만들어 조선 왕조의 치명적인 적폐의 요인이 되게 하였다. 김우옹은 선조에게 심의겸과 김효원은 본래 붕당을 꺼려했으나, 그들의 주변 사람들이 파당을 만들어 붕당이 더욱 심해진 것이라고 상소하였으나, 선조는 심의겸을 붕당의 원흉으로 지목하였다.
이원익(李元翼, 1547년 12월 15일(음력 10월 24일, 율리우스력 12월 5일)~1634년 2월 26일)은 조선의 문신이다. 본관은 전주(全州), 자는 공려(功勵), 호는 오리(梧里)이다. 태종의 서자였던 익녕군(益寧君) 치(袳)의 4세손이며, 영의정을 지낸 정창손의 외후손이다.
1569년(선조 2년) 문과에 급제하여 대사헌과 호조·예조·이조 판서, 의정부 좌의정 등을 지내고 관직이 의정부 영의정에 이르렀다. 임진왜란 때 의주로 몽양가는 선조를 호종하여 충근정량효절협책호성공신 2등(忠勤貞亮効節協策扈聖功臣二等)에 녹훈되고, 완평부원군(完平府院君)에 봉작되었다. 또한 임진왜란 때의 공로로 선무원종공신 2등(宣武原從功臣二等)에 녹훈되기도 하였다. 그는 근검절약, 청렴하여 청백리(淸白吏)에 녹선되었다. 시호는 문충(文忠)이다.
당색으로는 동인(東人)이었으나 정여립의 옥사를 계기로 동인이 남인과 북인으로 분당될 때 그는 남인이 되었다. 광해군 때 인목대비 폐모론에 반대하였고, 인조 반정 이후에도 서인 정권에 의해 영의정에 임명되어 서인, 남인 연립정권을 구성하였으며 광해군을 죽여야 한다는 공신들의 여론에 반대하여 만류하였다. 학문적으로는 이황의 학맥을 계승하여 남인에 학통을 전달하는 역할을 하였다. 키가 작아 키작은 재상, 키작은 정승이라는 별명도 얻었다.
이원익은 조선의 왕족으로 1547년 12월 15일(음력 10월 24일) 함천도정(咸川都正) 이억재(李億載)와 사헌부감찰(監察) 정치(鄭錙)의 딸인 부인 정씨(鄭氏)의 아들로 태어났다. 태종 이방원의 왕자이자 세종대왕의 서제인 익녕군(益寧君) 이치(李袳)의 4세손이다.
증조부는 수천군(秀泉君) 이정은(李貞恩)이고, 할아버지는 청기군(靑杞君) 이표(李彪)이다. 숙부는 이억순(李億舜)과 이억수(李億壽)인데, 숙부 이억수는 광해군 때 고령의 나이에 인목대비 폐모론에 반대하여, 폐모론이 나오자 폐모에 반대하는 지사들을 이끌고 항소(抗訴)하여 불이익을 당하기도 했다. 아버지 이억재는 부인 우씨(禹氏)와 혼인하였으나 자식이 없었고, 뒤에 감찰(監察) 정치(鄭錙)의 딸과 혼인하여 2남 1녀를 낳았는데, 그 중 둘째 아들이 이원익이다. 왕족으로서의 예우는 아버지의 대에서 끝났으나, 그는 학문을 부지런히 연마하였다. 그는 키가 작았는데, 이 때문에 '키 작은 재상'으로 불렸다.
소년기와 청년기.
1564년(명종 19년) 생원시(生員試)에 응시하여 합격, 생원이 되었으며 그 뒤 일찍이 음보(蔭補)로 관직에 출사하여 승의랑에 올랐다. 그 뒤 다시 진사시에 합격하였다.
1569년(선조 2년) 문과에 급제하여 승문원정자가 되었다. 이후 승문원에 있었으나, 원래 인품이 곧았으며 굳이 불필요하게 사람 사귀고 어울리기를 싫어하여 공적인 일이 아니면 나오지 않았으므로 그를 아는 이가 없었으나, 서애 유성룡과 한강 정구, 율곡 이이만은 그의 인품을 알아보고, 슬기로움을 알고 존경하였다. 1573년(선조 6년) 성균관 전적(典籍)으로 성절사 질정관(聖節質正官)의 서장관이 되어 하사(賀使) 권덕여를 따라 명나라에 북경에 갔다가 그의 글재주를 시험해본 명나라 관리들 앞에서 유창한 서예 솜씨와 글재주, 시 솜씨를 드러내 이름을 떨치고 되돌아왔다.
이듬해 예조랑(禮曹郞)에서 뽑혀 황해 도사가 되어 크게 인망을 얻었다. 특히 율곡 이이가 황해도 감사로 있을 때였는데, 율곡 이이의 밑에서 일을 잘 처리하여, 이이가 천거하여 1576년 정언이 되어 중앙관으로 올라왔다. 이후 삼사의 요직을 거쳐 군기시 판관, 사간원사간, 교리 등을 역임하였다. 1578년 홍문관에 들어갔으며, 1583년 우부승지가 되었다. 그러나 왕자사부 하낙이 승정원이 왕의 총명을 흐리게 한다고 상소함으로써 그 책임을 지고 파면되었다. 1587년(선조 20년) 안주목사로 부임하였다. 안주목사로 재임하면서 약곡 1만 여석으로 기민을 구호하였다. 처음에는 당색으로는 동인이었으나, 1590년 정철의 건저의 문제를 계기로 동인이 남인과 북인으로 분당되자, 그는 유성룡과 우성전을 따라 남인이 되었다.
그 후 대사헌이 되었다가 사임하였고(1591년 음력 6월 23일), 1592년(선조 25) 임진왜란이 일어나자 이조판서로 평안도 도순찰사를 겸임하여 왕이 피란하는 길에 앞장섰으며 흩어진 군사를 모아 적과 싸웠다. 이듬해 평양 탈환 작전에 공을 세워 영의정이 되었으나, 일본과 화의를 주장한 죄로 물러난 유성룡을 변호하다가 벼슬에서 물러났다.
1592년(선조 25) 우의정(右議政)이 되고 임진왜란이 터지자 임금의 어가를 호종하였다. 이어 평안도 도순찰사, 사도 도체찰사(都體察使)를 겸하여 함경남도와 평안남도까지 올라온 왜군과 맞서 싸워 많은 공을 세웠다. 이후 좌상(左相)이 되어 누차 소문을 올려 국사를 논했으나 서인의 배척을 당했다. 선조를 간언하였다가 밉보여 한때 대신을 그만두고 시골에 가 있었으나 1600년 다시 소환되어 이항복의 뒤를 이어 좌의정이 되었고 다시 영의정을 거쳐서 1604년 비로소 충근정량효절협책호성공신 2등(忠勤貞亮効節協策扈聖功臣二等)에 책록되고 완평 부원군(完平府院君)에 피봉되었다.
한편 그의 문하에 미수 허목이 찾아왔다. 이후 허목은 그의 문하생이 되었는데, 관상을 볼줄 알았던 이원익은 그의 재능의 비범함을 알아봤고, 허목에게 자신의 손녀를 주어 손녀사위로 삼았다.
그는 임진왜란 당시 장수들 중 이순신의 활약을 높이 평가했는데, 이순신의 벗인 서애 유성룡마저 비판할때에도 그는 “경상도의 많은 장수들 중에서 이순신이 가장 뛰어나다”라며 유일하게 이순신을 지지하였다.후일 그의 서녀를 통해 이순신과도 사돈간이 된다.
그리하여 광해군이 즉위하자 남인에 속했음에도 영의정에 발탁되었다. 영의정 취임 초기 1608년 대동법을 건의하여 전국적으로 실행하도록 하였으며 불합리한 세금제도를 고치게 하고 군사제도를 개혁하게 하였다. 개혁 성향이던 북인은 그의 견해를 적극 지지하였으며, 일부 남인은 북인 정권에서 수상을 지내는 그를 부정적으로 바라봤다.
그러나 그는 임해군의 처형 당시 관용을 베풀 것을 주장했다가 북인들의 눈밖에 났으며, 영창대군을 모함하여 사형하는 것에도 반대하였다. 1615년에는 이이첨 등에 의해 인목대비에 대한 폐모론이 나타나자, 폐모론을 극력 반대하다가 기자헌, 정구 등의 변호와 탄원에도 불구하고 강원도 홍천에 유배되었으며, 1619년 풀려나왔다.
1623년 봄 선조의 서손 능양군과 서인의 주도로 인조반정이 일어나자, 남인이었으나 숭용산림의 정책에 따라 특별히 의정부영의정으로 등용되었으며, 서인-남인 연합정권을 구성하였다. 이후 인조 반정이 백성들과 사대부의 지지를 받지 못했으므로 영의정으로 재직하면서 민심 수습에 큰공을 세웠다. 그러나 연합 정권은 1년만에 사실상 붕괴된다.
1624년(인조 1년) 논공행상에 불만을 품은 공신 이괄의 난 때에 공주로 피란하는 왕을 모셨다. 이때 그는 한성부 감옥에 갇인 49인의 정치범을 함부로 처형하는 것을 반대하고 만류했으나, 서인 조정은 그의 건의를 무시하였다. 또한 인목대비(仁穆大妃)는 한사코 광해군을 죽이고자 하였고 모든 공신은 이에 찬성하였으나, 이원익은 대비에게 간청하여 이를 무사하게 하였다. 그밖에 광해군의 암살을 미리 예상하고 사람을 보내 광해군을 비밀리에 보호하게 하였다. 대동법(大同法)을 시행하여 공부(貢賦)를 단일화하였다.
대동법 지원.
1624년(인조 2년) 이괄의 난 당시 한성부 감옥에 수감된 정치범 49명에 대한 처형을 극력 반대하였으나 받아들여지지 않았다. 만년에 완평부원군(完平府院君)에 봉작되었다. 잠곡 김육의 대동법에 적극 찬성하여 전국에 확대하려 하였으나, 서인들의 반대에 부딪치기도 했다.
1631년(인조 9년) 1월 10일 인조가 승지 강홍중을 보내어 이원익을 문안한 뒤 "그가 사는 집이 어떠한가"라고 물었다. 강홍중은 "두 칸 초가가 겨우 무릎을 들일 수 있는데 낮고 좁아서 모양을 이루지 못하며 무너지고 허술하여 비바람을 가리지 못합니다"라고 아뢰었다. 이 말을 들은 임금은 "재상이 된 지 40년인데 두어 칸 초가는 비바람을 가리지 못하니, 청렴하고 결백하며 가난에 만족하는 것은 고금에 없는 것이다. 내가 평생에 존경하고 사모하는 것은 그 공로와 덕행뿐이 아니다. 이공(李公)의 청렴하고 간결함은 모든 관료가 스승삼아 본받을 바이다"라고 했다. 그리고 5칸짜리 집 한 채를 이원익에게 하사했다. 하지만 이원익은 "신을 위해 집을 지으니, 이것도 백성의 원망을 받는 한 가지"라며 수차례에 걸쳐 받기를 사양했다고 한다.
이후 치사(致仕)하여 관감당(觀感堂)으로 은퇴하여 학문 연구와 후학 양성 등으로 여생을 보내니 그의 문하에서는 허목, 윤휴 등이 배출되었다. 특히 그의 애제자 중의 한사람인 미수 허목은 그의 손녀사위이기도 하다. 이원익이 40여년간 정승을 지내는 동안 초가집 생활을 영위하자 그의 검소함에 감동한 인조는 친히 관감정을 지어 집과 토지를 하사해 주었다. 조선 국왕이 신하에게 직접 집을 지어준 사례는 방촌 황희의 영당과 이원익의 관감정, 그의 제자이자 손녀사위인 허목의 은거당이 있다.
그가 만년에 거처하던 관감당 근처에는 그를 모신 사당과 영정이 봉안되어 있다. 그의 영정이 봉안되었던 곳은 후일 영당이 있는 마을이라 하여 '영당말'이라는 자연부락 지명의 유래가 되었다. 1634년 2월 26일(음력 1월 29일)에 사망하니 당시 그의 나이 향년 88세였다. 사후 인조의 묘정에 함께 모셨다.
공신들의 부패와 전횡이 계속되면서 1658년(효종 9년) 청백리이자 사심없었던 그의 뜻을 기리고자 경기도 시흥군 소하리(현재의 경기 광명시 소하2동)에 지역 유림들의 공의로 그를 배향하는 삼현사를 세웠다. 그 뒤 삼현사는 충현사(忠賢祠)로 이름이 바뀌었다가 1676년(숙종 2년)에 숙종이 직접 충현서원(忠賢書院)이라 친필 사액을 내렸다.
그의 영정은 1970년대 도난의 위기를 맞기도 했다. 이원익의 영정은 시흥군 영당말 사당에 오랫동안 모셔 왔으나 1970년대 말에 일시 도난을 당하였으나 도적들이 영정을 영당 밖에 버리고 도주하였고, 그의 13대 종손 이승규 등에 의해 수습되었다.
청렴하였으며 사심이 없었다는 평가가 있다. 그는 선조 때 청백리에 뽑혔으며 문장이 뛰어나고 성품이 원만하여 정적에게도 존경을 받기도 했다.
《선원록》의 기록을 바탕으로 작성하였다.
윤휴, 허목, 이순신 등의 인척으로, 윤휴의 서모이자 윤효전의 첩은 충무공 이순신의 서녀였고, 서외손 윤영은 이원익의 서녀와 결혼하여 그의 사돈간이었다. 허목은 그의 손녀사위로, 정실 손녀딸의 남편이었다.
청백리이자 문신이며 학자이기도 했다. 학문적으로는 이황의 학맥을 계승하였으며 허목, 윤휴 등을 문하생으로 배출하였다.
이순신, 윤휴와의 관계.
이순신의 서녀 중 한명은 광해군 때의 문신 윤효전의 첩이 되고, 사이에서 윤영(尹鍈) 태어난다. 윤효전은 작호를 받았는데 윤효전의 봉군호는 대원군(帶原君)이다. 이순신의 서외손 윤영은 다시 이원익의 첩이 낳은 서녀와 결혼하여 사돈관계를 형성한다.
이원익은 키가 3척 3촌이며 이는 현재도 물론이거니와 당대 기준으로도 매우 작은 체격이었다. 그래서 붙은 이원익의 별명이 '키 작은 재상'이었다. 현재 기준으로 130~150cm가량 될 정도로 매우 작았다. 대략 137cm 정도로 추측되고 있다.
그의 생전에 그려진 초상화로는 1580년에 그린 정복 차림의 영정을 보고 베낀 모사본 18세기 작품과, 1590년경 그려졌으나 임진왜란 때 일본군에 의해 약탈당한 초상화와 1604년 호성공신들의 공신 초상화를 그릴 때 그려진 영정 등이 현재 전한다. 1604년에 그려진 공신 초상화는 2005년 7월 5일 문화관광부로부터 국가문화재로 선정, 보물 제1435호로 지정되었다.
1880년에 음서로써 문관 하급 관료 직에 천거되어 1884년에 무과 급제한 이후 사복시 장위사 시절 동료 사복시 주부 이기동, 홍문관 부수찬 이도재, 성균관 예하 강독관 신태유, 어윤적, 이병무, 이재극 등과 함께 갑신정변 진압 관련 작전에 참여하였다. 갑신정변 진압군 간부였던 한규직은 그의 친형이다.
1880년 음서 천거 후 1884년에 무과 급제하였다. 1883년에는 전라좌도 수군절제사에, 1884년에는 경상우도 병마절제사에 임용되었다. 1885년에는 우변포도대장에 임명되었다. 다음해에는 친군 우영사, 친군 좌영사를 지냈다. 한규설은 연무공원 생도들의 교육을 위해 신식 장총을 수입하고 싶어, 조선 주재 프랑스 의원 콜랭 드 플랑시에게 편지를 보냈다. 1892년 한성 포도청 우변관아 포도대장을 지내고, 1896년 의정부 찬성, 중추원 1등 임관, 법부대신 등을 지냈다.
이후 독립협회가 결성되자, 한규설은 호의적인 태도를 보였다. 그러나 독립협회가 해산되자, 한규설은 사직상소를 올리고, 본직에서 해임되었다. 1899년 궁내부 특진관으로 임용되였다. 그 후 1905년 8월에는 의정부 참정에 제수되어 같은 해 의정부 참정으로 내각을 조직하였다. 1905년 11월 8일, 부장에 임용되었다. 그 해 일본의 전권대사인 이토 히로부미가 조선의 여러 대신들에게 을사늑약 체결에 대해 의견을 물었을 때, 이에 끝까지 반대하였다. 하지만, 배석된 곳에서 벗어났다는 이유로 의원면직 당했다고 한다. 윤치호는 끝까지 반대한 한규설을 칭찬하였다.
1906년에는 중추원 의장에 임명되었다. 이후 다음해에는 궁내부 특진관이 되었다. 이어 경술국치 때 일본 정부에 의해서 남작 작위가 수여되었으나 끝내 거절하였다. 이후 칩거 생활을 하다가 1920년 이상재 등과 함께 조선교육회를 창립하였으며, 1920년대 초에는 민립대학 설립운동에 참여하여 이상재, 윤치소 등과 민립대학 설립운동 발기인의 한사람이 되었다. 그 뒤, 민립대학기성회로 발전시켰다.
이봉의 가문과의 관계.
한규설의 가문과 이봉의의 가문은 대대로 친분관계를 쌓고, 가까이 지내다가 한일합방 이후 작위를 받는 문제를 놓고 원수가 된다. 이봉의 집안과 당대 한성부의 양반집에 대한 내력을 알던 신익희는 후일 이를 증언하였다.
그 아버지 이봉의가 우포장(右捕將)으로 있을 때 한규설은 좌포장(右捕將)으로 있었을 뿐만 아니라 두 분 사이는 막역한 친분이 있었다. 그런 까닭에 찾아가 만나게 되면 '제 엄친께서는 환후중에 계시고 제가 이 일(일본이 작위 주는 일)을 판단해야 하겠는데, 어찌해야 할 지 판단이 잘 서지 않아서 이렇게 와 뵙고 어떻게 해야 옳을지 여쭙는 터이오니 하교해 주십시오'라고 이야기했다. 그러니까 을사 5조약 늑체 때 끝까지 반대했던 참정대신 한규설이 서슴지 않고 '받으라는 것 받게 그려'하였다. 그래서 마음에 내키지 않는 것을 존장 어른의 말씀도 있고 하여 마지 못해 도장 찍고 작을 받았다. 그런데 나중에 나온 발표를 보니까 그분 한규설씨는 수작을 끝내 거부하였다. 그래서 두 집 사이에 그로부터 척지고 원한을 품은 채 반목하는 사이가 되었다.
지구의 역사()는 지구가 형성된 이후 현재까지의 역사를 간단히 기술한다. 지구가 태양계의 일원으로서 탄생한 것은 지금으로부터 약 46억년 전이라고 생각된다. 최초의 지구 내부가 핵, 맨틀, 지각으로 나뉘는 과정에서 최초의 해양이나 대기를 형성하였다. 지구상에 최초의 생명이 출현한 것은 약 37억년~39억년전 쯤이다. 생명이 출현할 때까지의 지구의 상태를 생각할 자료는 극히 적으므로, 운석, 운철(隕鐵) 따위의 자료나 다른 천체의 성질 등에서 추정하고 있다. 생명이 출현한 뒤부터의 지구의 연대는 생물이 발달한 단계에 고생대, 중생대, 신생대로 나뉘고, 각 지질 시대는 더욱 세분화된 연대로 구분된다. 이들 시대에 일어났던 갖가지 변동에 의하여 오늘날의 대륙과 해양이 완성되고, 생물계에는 점차로 고등생물이 출현하여 마침내 인류의 탄생을 보기에 이르렀다.
태양계의 형성.
태양계 형성의 표준 모델은 성운설이라고 하는 이론에 기초한다. 이 이론에 의하면, 태양계는 우주 먼지와 기체가 모여 회전하는 거대한 구름인 태양 성운으로부터 형성되었다. 구성 성분은 빅뱅 직후 만들어진 수소와 헬륨, 그리고 초신성에서 방출된 무거운 원소들이었다. 45억 년 전, 근처 초신성의 충격파의 영향으로 성운은 수축하기 시작하였으며, 회전 속도도 빨라지기 시작하였다. 이로 인해 각운동량, 중력, 관성이 증가하면서 성운은 회전축에 수직으로 납작해져 원시 행성계 원반을 이루었다. 내부의 큰 물질들의 충돌로 인한 섭동으로 킬로미터 크기의 원시행성이 만들어졌다.
각운동량이 작았던 성운의 중심부는 빠르게 압축되었고, 이로 인해 열이 생성되면서 수소가 헬륨으로 핵융합하기 시작하였다. 곧 T 타우리 별이 연소되면서 태양을 만들었다. 한편, 성운의 외곽부에서는 물질이 응축되기 시작하면서 원시 행성계 원반은 여러 개의 고리로 나뉘게 되었다. 비교적 더 큰 우주먼지와 잔해들은 서로 뭉치면서 (강착) 행성을 만들었다.&lt;ref name="Goldreich1973/"&gt; Earth formed in this manner about 4.54 billion years ago (with an uncertainty of 1%) and was largely completed within 10–20 million years. The solar wind of the newly formed T Tauri star cleared out most of the material in the disk that had not already condensed into larger bodies. The same process is expected to produce accretion disks around virtually all newly forming stars in the universe, some of which yield planets.The proto-Earth grew by accretion until its interior was hot enough to melt the heavy, siderophile metals. Having higher densities than the silicates, these metals sank. This so-called "iron catastrophe" resulted in the separation of a primitive mantle and a (metallic) core only 10 million years after the Earth began to form, producing the layered structure of Earth and setting up the formation of Earth's magnetic field.&lt;/ref&gt; 이러한 과정으로 지구는 약 45.4억년 전에 형성되었을 것으로 보이며, 1000~2000만 년 후 완전한 행성을 이루었다. 응축되지 못한 먼지는 태양풍에 의해 바깥으로 밀려났다.
원시 지구는 강착 과정으로 점차 크기를 키워갔으며, 내부는 뜨거워져 중금속인 친철원소들이 액화되기 시작하였다. 금속들은 토양을 이루는 규소염보다 더 무거웠기 때문에 가라앉았는데, 이 과정을 철의 대변혁(iron catastrophe)이라고 하여 지구 형성 1000만 년 후 원시 맨틀과 내핵이 분리되고 지구 자기장이 생겨난 사건이다. 지구 최초의 대기는 태양 성운에서 비롯한 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소로 이루어졌다. 이 원소들은 이후 태양풍과 지구의 열로 인해 우주로 날려져버렸다.
명왕누대와 시생누대.
지구 역사상 첫 누대 (이언)는 명왕누대로 지구 형성부터 38억년 전의 시생누대까지를 뜻한다. 가장 오래된 바위는 40억년 전 형성되었으며 가장 오래된 퇴적 지르코늄 결정이 44억 년 전, 지각이 형성된 지 얼마 안 되어 만들어졌다. 이 시기 원시 행성 중 하나가 지구에 부딪쳐 지각과 맨틀을 방출시키면서 달이 형성되었다는 이론을 거대충돌 가설이라고 한다.
다른 별들에 남은 크레이터 수로 추측할 때 약 41억년 전부터 38억년 전까지는 제2 폭격기(Late heavy bombardment)라 불리는, 수많은 운석이 지구에 쏟아진 시기가 있었던 것으로 추측된다. 또 거대한 열의 흐름으로 인해 화산 활동이 매우 심했다. 그러나 이 시기의 퇴적 지르코늄 결정이 발견되었다는 사실은 이미 당시 물이 바다나 대양의 형태로 존재했다는 증거이다.
시생누대 초기, 지구는 편이었다. 이 시기 대기는 산소와 오존층이 없었으므로 대부분의 생명체는 살아남기 힘들었다. 그럼에도 불구하고, 35억년 전의 화석이 발견됨에 따라 과학자들은 시생누대 초기를 원시 생명의 출현 시기로 보고 있다.
달의 형성.
지구의 자연위성인 달은 태양계 다른 위성과 비교해볼 때 상대적으로 크다. 아폴로 계획 동안에 얻은 달의 암석을 연대 측정해보면 약 45.3억년으로 적어도 태양계가 형성된 지 3000만 년이 지난 후에 만들어진 것으로 보인다.
달의 형성 과정에 대해 설명하려면 다음과 같은 질문에 답할 수 있어야된다. 먼저, 달은 밀도가 낮고 작은 금속성 중심부가 있다. 두 번째로, 물이나 휘발성 원소가 존재하지 않는다., 세 번째로, 산소 동위원소의 상대적 농도가 비슷하다. 수많은 형성 가설 중 가장 잘 받아들여지는 가설은 거대충돌 가설(giant impact hypothesis)로, 화성 크기의 물체가 원시 지구와 충돌하면서 달이 형성되었다는 것이다.
이 “거대충돌”은 공룡 멸망의 원인이 된 운석 충돌의 1억 배 정도의 에너지를 냈을 것이며, 지구 외곽 일부를 기화시키고 지구와 원시 행성 둘 다 액화시키기에 충분했다. 맨틀 중 일부가 방출되어 지구 주변의 궤도에 자리잡았다. 이 설명은 달에 금속이 극히 적다는 사실을 설명할 수 있다. 몇 주 내로 방출된 맨틀은 중력의 영향으로 구 형태로 변하였고, 이것이 달이 되었다.
첫 대륙.
판의 이동은 맨틀 대류 때문에 일어나는 것으로, 지구 내부에서 바깥으로 흐르는 열의 움직임 때문이다. 이로써 해령에서는 판이 생성되고 해구에서는 판의 섭입으로 파괴가 일어난다. 시생누대 초기, 맨틀은 오늘날보다 더 뜨거운 섭씨 1600도 정도였으므로, 맨틀 대류의 속도도 더 빨랐다. 명왕누대와 시생누대 시기에는 해구가 더 많았고, 판이 더 작았을 것으로 추측된다.
이 과정과 제2 폭격기를 거치면서 원시 지각은 소멸되었다. 첫 대륙 지각은 명왕누대 말기인 40억년 전쯤 등장하였다. 이 대륙 지각 조각들을 대륙괴 (크레이톤)이라고 하는데, 이들이 모여 오늘날의 대륙이 기원한 중심부를 만들었다. 발견된 가장 오래된 바위는 캐나다의 북아메리카 대륙괴에서 발견된 섬록암이다. 이 바위들에는 열로 인해 변모한 모습과 당시 존재한 강물이나 바닷물로 인해 떠밀려온 모래가 퇴적된 모습이 보인다. 크레이톤은 대개 두 가지 지층으로 구성되었는데, 그 중 첫 번째 지층이 그린스톤 대이다. 그린스톤은 해구에서 발견되는 퇴적암과 유사하여 시생누대의 섭입 과정이 있었다는 증거로 사용되기도 한다. 두 번째 지층은 규장질의 연한 바위로, 토날라이트, 트로젬암, 화강섬록암 등으로 이루어져 있다(이 세 가지 성분의 이니셜을 따 TTG-지층이라고 불린다).
대양과 대기.
지구에는 세 가지 종류의 대기가 있었다고 한다. 첫 번째 대기는 태양 성운에서 나온 수소, 헬륨 등의 가벼운 기체로 이루어졌으며, 태양풍과 지구의 열로 인해 대부분 날아가버렸다. 이후 지구는 다량의 휘발성 기체를 내뿜기 시작하였는데, 이로 인해 산소는 적지만 온실 가스가 풍부한 대기가 만들어졌다. 마지막으로 세 번째 대기는 28억년 전쯤 박테리아가 산소를 생산하면서 만들어졌으며, 산소가 풍부하였다.
두 번째 대기를 이룬 휘발성 기체는 지구 내부 물질들이 서로 부딪치면서 기화되어 생성되었을 것으로 추측된다. 그러므로 지구가 형성되기 시작했을 때도 대양과 대기를 존재했을 것으로 보인다. 새로운 대기는 수증기, 이산화탄소, 질소, 기타 기체로 구성되었을 것으로 추측된다.
1 AU의 거리에 있는 미행성체의 경우 지구에 수분을 공급하지 못했을 것으로 보이는데, 이는 태양 성운이 너무 뜨거워 얼음이 형성되기 어렵고, 수증기로 암석의 수화가 일어나기에는 너무 오래 걸리기 때문이다. 지구에 물을 공급한 것은 2.5 AU 이상 떨어진 거리에서 날아온 운석과 원시 행성들이었으며, 유성 역시 어느 정도 공급했을 것이다.
지구가 식으면서 구름이 만들어졌고, 여기서 내린 비는 대양을 만들었다. 바다가 만들어진 시기는 적어도 44억년 전쯤이라는 것이 밝혀진 바 있다. 시생누대 초기부터 이미 지구를 뒤덮고 있었던 것이다. 이렇게 옛날부터 대양이 만들어졌다는 사실을, 과거에는 젊을수록 어두운 태양의 역설(faint young Sun paradox)이라는 주장 때문에 입증하기 힘들었는데, 이는 별들이 나이가 들수록 더 밝아지고 태양은 당시 현재의 70%의 에너지만을 방출하고 있었으므로, 지구가 얼음으로 뒤덮였을 것이라는 논리이다. 현재는 당시 이산화탄소와 메탄의 양이 충분해 온실 효과를 일으켰을 것으로 보고 있다. 이산화탄소는 화산 활동으로, 메탄은 초기 미생물에 의해 생산되었다.
원시 대기와 바다가 만들어지는 과정에 대해 흥미를 갖는 것은, 이로 인해 생명이 탄생할 수 있는 환경이 형성되었기 때문이다. 무생물에서 생물이 나타난 과정에 관해선 수많은 모델이 있으나 무엇이 옳다고 결론 내려지지는 못하는 상황이다.
생명의 탄생에 있어 첫 단계는 핵산과 아미노산 등 생명을 구성하는 단순한 유기물이 만들어지는 화학 반응이었다. 1953년 이뤄진 밀러-유리 실험은 물, 메탄, 암모니아, 수소가 있는 혼합 기체에서 번개의 역할을 하는 전기 스파크로 그런 분자들이 만들어짐을 확인하였다. 밀러-유리 실험에 쓰였던 혼합 기체는 원시 지구의 대기와 조성이 같지는 않았으나, 이후 원시 지구 대기와 좀 더 유사한 조성을 사용한 실험에서도 같은 결과가 나왔다. 최근 컴퓨터 시뮬레이션에 의하면 지구가 형성되기 전부터 원시 행성계 원반에서 그러한 유기물이 만들어졌을 수 있다는 결론을 내렸다.
자가증식: RNA 세계.
리보자임이라 불리는 RNA 분자가 스스로의 증식과 단백질의 합성을 촉매할 수 있다는 사실은 초기 생명체가 RNA로 이루어졌다는 가설을 낳았다. 이로써 수많은 자가증식과 돌연변이, 유전자 이동이 이뤄졌던 RNA 세계가 만들어졌을 것이다. RNA는 이후 더 안정하고 더 큰 분자를 만들 수 있어 생명체의 다양성을 확보할 수 있는 DNA로 대체되었다. 리보자임은 세포 내의 “단백질 공장”인 리보솜의 주요 구성 성분으로 아직 남아있다.
인공으로도 짧지만 자가증식이 가능한 RNA 분자를 만든 적이 있으나, 자연계에서 RNA가 저절로 만들어질 수 있는가에 대해서는 논란이 있어왔다. 일부 과학자들은 RNA 이전에 PNA, TNA, GNA가 먼저 존재했다가 RNA로 대체되었을 것으로 보고 있다. 이외에도 어떤 결정이나 양자계가 RNA 전에 자가증식을 담당했을 것이라 보는 입장도 있다.
2003년에는 다공성 금속 촉매가 고온, 고압의 환경인 열수공에서 RNA 합성을 도왔을 것이라는 가설이 제기되었다. 이 가설은 지질 세포막이 출현하기 전 금속 내의 구멍이 세포막의 역할을 했을 것이라는 내용도 담고 있다.
물질대사: 철-황 세계.
또다른 유명한 가설로는 첫 생명체가 단백질 분자로 이루어졌다는 것이다. 단백질을 구성하는 기본 입자인 아미노산은 원시 대기와 유사한 실험실 환경에서 쉽게 만들 수 있으며, 아미노산 여러 개가 붙은 펩타이드도 마찬가지다. 1997년 이래로 시도된 여러 번의 실험에서 아미노산과 펩타이드는 일산화탄소와 황화수소가 있는 환경에서 황화철과 황화니켈을 촉매로 사용해 형성됨을 밝혀냈다. 이러한 실험은 모두 섭씨 100도 이상의 환경과 어느 정도의 압력을 필요로 했으므로 역시 열수공에서 생명이 탄생하였을 것이라는 설을 지지한다.
물질대사가 생명 탄생에 먼저 나타났다는 설은 진화를 설명하기 힘들다는 단점이 있다. 자가증식 능력이 없다면, 이러한 원시 “생명체”들은 자연 선택의 결과로 진화했을 것이라는 주장이 있었으나, 최근 모델에서 이는 부정되었다.
세포막: 지질 세계.
지질로 이루어진 이중 “거품”이 세포막을 형성한 것이 생명 탄생의 첫걸음이었다는 가설도 있다. 원시 지구를 흉내냈던 실험 결과 중 일부는 지질이 합성되었으며 이것들이 저절로 리포솜을 형성하고, 증식하였다고 얘기하였다. 이러한 리포솜이 핵산처럼 정보를 저장할 수는 없지만, 자연 선택의 영향을 받을 수는 있었을 것이다. 또 리포솜이 있다면 그 내부에서 RNA 합성이 더 쉽게 이뤄졌을 것이다.
점토 이론.
몬모릴로나이트 같은 점토의 경우 RNA 세계의 창조를 도울 수 있는 특징들이 있다. 그러한 점토들은 자신의 결정 무늬를 증식시킬 수 있고, 자연 선택의 영향을 받으며, RNA 형성에 촉매 역할을 할 수 있다. 이 이론은 널리 받아들여지고 있지는 않으나 지지하는 사람도 적지 않다.
2003년 연구 결과 몬모릴로나이트가 지방산을 “거품”으로 만들고, 이 거품이 점토에 부착된 RNA를 감쌀 수 있음이 밝혀졌다. 이 거품들은 다른 지질을 흡수하고 분할하면서 자라났다. 초기 세포의 형성도 이러한 과정으로 생겨났을지도 모른다.
모든 생물의 공통 조상.
학계는 처음 만들어진 원시 세포는 여러 종류가 있었으나, 이 중 단 한 종류만이 살아남아 모든 생물의 공통 조상 (last universal common ancestor, LUCA)이 되었을 것으로 본다. 이 “조상 세포”는 시생누대 초기, 대략 35억년 이상 전에 살았으며, 세포막과 리보솜을 갖췄으나 세포핵이나 막성 세포기관이 없는 원핵생물이었을 것이다. 현대의 세포들처럼, “조상 세포”는 DNA로 유전적 정보를 기록하고, RNA가 정보 전달과 단백질 합성을 맡았으며, 반응을 촉매하기 위한 수많은 효소들이 있었을 것이다. 몇몇 과학자들은 “조상 세포”는 한 종류가 아니었으며, 서로 유전자 전달을 통해 유전자 교환을 했을 것으로 보고 있다.
원생누대.
원생누대는 약 25억년 전부터 5억 4200만년 전까지를 뜻한다. 이 시기에 대륙괴는 현대와 같은 대륙의 크기로 자라났다. 산소가 풍부한 대기가 형성된 것도 중요한 사건이다. 원핵생물에서 진핵생물로, 또 다세포 생물로의 진화가 일어났다. 또 원생누대에는 눈덩이 지구라고 불리는 빙하기가 몇 차례 있었으며, 마지막 빙하기가 6억년 전에 있은 후로 생명체의 진화가 가속되었다. 5.8억년 전에는 에디아카라 생물군이 형성되면서 캄브리아기의 대폭발이 시작되었다.
산소 혁명.
최초의 세포는 주변 환경에서 에너지와 음식물을 섭취하였으며, 발효 과정으로 에너지를 만들어냈다. 발효는 혐기성, 산소가 없는 환경에서만 가능한 과정이었으며, 광합성하는 세포가 만들어지면서 에너지원을 직접 생산해내는 세포가 생겨났다.
지구 위 모든 생물의 에너지는 광합성에 직간접적으로 의존한다. 가장 흔한 형태인 산소 광합성은 이산화탄소, 물, 햇빛으로 에너지원 (포도당)을 만드는 과정이다. 홍색 황세균, 녹색 황세균 등은 전자 공여자를 물이 아닌 황화수소, 황, 철 등을 사용하는 무산소 광합성을 한다. 그러한 생물체는 온천이나 열수공 등 극한의 환경에서 발견된다.
혐기성 세포는 생명이 출현한지 얼마 안 되어 38억년 전 나타났다. 산소 광합성이 처음 출현한 시기는 논란이 많아, 24억년 전부터 32억년 전까지 다양한 의견이 있다. 산소를 생성하는 생명체가 처음 발견된 것은 스트로마톨라이트 화석에서였다.
처음 만들어진 산소는 대리석, 철 등의 광물과 반응하였다. 산화철은 호상철광층이라 하는 적색층을 지층에 형성하였는데, 특히 시테리아기 (25억년 ~ 23억년 전)에 많이 형성되었다. 반응성 높은 광물들이 대부분 산화된 후에야 산소는 대기에 축적되기 시작하였다. 한 세포가 만들어내는 산소량은 적었지만, 오랜 시간 이것이 축적되면서 현재의 대기 산소 농도가 만들어졌다. 이것이 지구의 세 번째 대기다.
대기 내 산소 중 일부는 자외선과 반응하여 오존을 형성하였고, 곧 오존층을 만들었다. 오존층은 자외선을 흡수하여 지구상 생명체가 생존할 수 있게 해주었다: 오존층이 없이는 자외선의 폭격에 생명체들이 치명적인 돌연변이를 일으켜 살아남을 수 없었던 것이다.
또 산소량이 늘어나자 산소의 독성으로 인해 대부분의 생물이 죽었으며 (산소 대재앙(oxygen catastrophe)이라고 한다), 독성에 저항이 있는 생물만 살아남았고, 일부는 산소로 자신의 신진 대사를 촉진시키는 쪽으로 진화하였다.
눈덩이 지구.
태양의 광도는 시간이 지날수록 밝아져, 평균 10억년 당 6%씩 증가하였고, 지구가 받는 열도 증가하였다. 그러나 연구에 따르면, 원생누대 초기는 오히려 그전에 비해 지구가 냉각되었다. 남아프리카 쪽에서 발견되는 빙하는 22억년 전쯤의 것이다. 이러한 빙하 생성기를 휴로니안 빙기라 하며, 적도 부근까지 얼어붙어 “눈덩이 지구”를 만들었을 것으로 과학자들은 보고 있다.
23억년 전쯤의 빙하기에는 대기 산소 농도가 증가하여 메탄이 희석되었다. 이는 메탄이 산소와 반응하기 때문으로, 메탄의 온실 효과보다 이산화탄소의 온실 효과가 약하여 지구의 열이 탈출하면서 온도가 낮아졌을 것으로 본다.
진핵생물의 출현.
현대의 분류학은 생명체를 3 역으로 나눈다. 각각 도메인이 기원한 시기는 확실치 않다. 세균역이 처음 갈라져 나왔으며, 20억년 전쯤 고균역과 진핵생물역이 만들어졌을 것으로 본다. 진핵생물은 세균과 고균, 즉 원핵생물보다 훨씬 복잡한 시스템을 가졌으며 크기가 컸다.
이 시기에는 원시 미토콘드리아가 만들어졌다. 이는 오늘날의 리케차와 연관 있는 세균 세포가 더 큰 원핵 생물 안으로 들어가면서, 기생하면서 또는 큰 원핵 생물이 세균을 잡아먹었으나 소화시키지 못하면서 만들어진 것으로 보며, 세포 호흡이 시작된 계기였다. 산소를 이용한 물질 대사는 더 많은 에너지를 생산했고, 이 에너지는 숙주 세포에 공급되었으며, 이로써 작은 세균 세포와 큰 원핵 생물 세포 사이의 공생이 이루어졌다. 시간이 지나면서 둘 사이의 유전자 교환이 이루어졌고, 둘은 서로가 없이는 살 수 없게 되었다. 현재 둘을 포함해서 하나의 유기체로, 그리고 작은 세균 세포는 미토콘드리아라는 세포 소기관으로 분류된다.
비슷한 과정으로, 광합성을 할 수 있는 세균 세포가 큰 세포로 들어가 엽록체가 되었다. 이것은 10억년 이상 된 사건으로 광합성할 수 있는 세포와 할 수 없는 세포로 분류되게 한 사건이었다. 이외에도 퍼옥시솜을 생성한 세포, 섬모, 편모를 생성한 스피로헤타, 세포핵을 만든 DNA 바이러스 등에 대한 가설이 있으나 미토콘드리아, 엽록체만큼 널리 인정받지는 못하고 있다.
고균, 세균, 진핵생물은 분리된 이후로 환경에 적응하면서 더욱 복잡하게 진화해갔다. 약 11억년 전쯤, 초대륙 로디니아가 형성되었다. 식물, 동물, 진균이 출현하였으나 아직은 단세포로 존재하였다. 이들 중 일부는 군락을 형성하였고, 점차 위치에 따라 다른 “업무 분담”이 이뤄졌다. 대략 10억년 전 최초의 다세포 식물이 출현하였으며, 9억년 전쯤에는 진정한 의미의 다세포 동물이 나타났다. 이는 처음에는 모든 세포가 전능성을 띈, 오늘날의 해면동물과 비슷한 형태였으며 점차 업무 분담이 이루어지면서 세포들이 서로서로에게 의존하는 형태로 진화하였다.
원생누대의 초대륙.
2.5억년 전까지의 판의 이동 경로는 대륙 경계, 해양 지각의 자기장 방향과 원시 자기극 등을 통해 비교적 정확하게 추측할 수 있다. 그 이전의 경우 단서가 부족하여 이동을 추측해내기가 훨씬 어렵다.
지구의 역사상, 모든 대륙이 하나로 뭉쳐 초대륙을 형성한 때가 간간히 있었다. 정확히는 알 수 없으나, 적어도 10억 ~ 8.3억년 전에는 모든 대륙이 하나로 뭉쳐 초대륙 로디니아 (Rodinia)를 형성하였다. 이는 첫 초대륙은 아니었는데, 첫 초대륙은 20억년 전 처음 만들어졌으며 컬럼비아 (Columbia) 또는 누나 (Nuna)라는 이름으로 불린다.
로디니아가 8억년 전 해체된 후, 대략 5.5억년 전 판노티아 (Pannotia) 또는 벤디아 (Vendia)라 불리는 초대륙이 형성되었을 것으로 추측된다. 그러나 6.1억년 전 로렌시아 (Laurentia)라는 대륙이 떨어져나오면서 모든 대륙이 하나로 뭉치진 못했을 것이며, 원생누대 말기에는 대부분의 대륙이 하나로 뭉쳐 남극 부근에 위치하였을 것이라고 추측된다.
원생누대 후기.
원생누대가 끝날 때까지 눈덩이 지구는 적어도 두 번 있었다. 이것은 크라이오제니아기인 7.1억 ~ 6.4억년 전에 일어났다. 당시에 빙하기가 생긴 이유는 확실치 않으나, 로디니아 초대륙의 형성과 관계가 있다고 본다. 로디니아 초대륙이 적도 부근에 위치했기 때문에 화학적 풍화 작용이 증가했고 이에 따라 이산화탄소 농도가 감소하면서 기온이 낮아졌다는 것이다. 빙하기에는 지구가 만년설로 뒤덮이면서 화학적 풍화가 감소하였고, 이는 빙하기가 끝나게 되는 원인이 되었을 것으로 본다. 이외에도 화산 작용이 증가하면서 빙하기가 종결되었다는 설도 있다.
크라이오제니아기 후에는 에디아카라기가 시작되었는데, 이때 새로운 다세포 생명체가 많이 생겨났다. 왜 이러한 사건이 이 시기에 일어났는지는 확실치 않으나 빙하기의 종결과 관련이 있어 보인다. 에디아카라 생물군이라 불리는 새로운 생명체들은 이전에 비해 더 크고 다양하였다. 에디아카라 생물군 대부분은 분류 체계가 확실치 않으나 일부는 현대 생물의 기원이 되었다.
현생누대.
고생대는 현생누대의 첫 번째 시대이자 가장 긴 시대로, 5.42억년 ~ 2.51억년 전까지를 가리킨다. 고생대 동안, 생명체는 육지에 자리를 틀었고, 첫 식물과 동물이 출현하였다. 생명체들은 대체로 천천히 진화하였으나 갑작스런 진화의 폭발이나 멸종도 있었다. 이는 화산 폭발, 운석 충돌 같은 자연 재해로 인한 결과였다.
캄브리아기의 대폭발.
화석으로 밝혀진 진화의 속도는 캄브리아기에 갑자기 가속되어 수많은 새로운 종이 출현하였으며, 이 사건을 “캄브리아기의 대폭발”이라고 지칭한다. 이러한 사건은 지구의 역사상 유일하게 캄브리아기에만 있었다. 에디아카라기의 생물군은 원시적이고 현대적 분류에 정확히 들어맞지 않는데 반해, 캄브리아기에 출현한 생물군은 대부분 현대의 생물 분류에 들어맞는다. 껍질, 골격, 외골격 같은 단단한 부분을 가진 동물 – 연체동물, 극피동물, 바다나리, 절지동물 등 – 이 출현하였다 (특히 가장 잘 알려진 고생대의 절지동물 삼엽충이 이때 태어났다). 단단한 부분은 화석화에 용이하였으므로 그 전 시기에 비해 연구가 훨씬 잘 되어있다. 그러나 수차례의 멸종기 역시 존재해 생명체의 다양성은 크게 늘어나지는 못 했다.
캄브리아기 동안 최초의 척추동물, 그 중에서도 첫 어류가 출현하였다. 척추동물의 조상으로 추측되는 동물은 피카이아로, 원시적인 척삭을 가지고 있었으며 이는 이후 척추로 진화하였다.
고생대의 환경과 지리.
고생대 말기, 판노티아 대륙이 해체되면서 로렌시아, 발티카, 곤드와나 등의 대륙으로 나뉘었다. 대륙의 이동으로 새로운 해양 지각이 형성되는데, 이러한 지각은 오래된 지각보다 밀도가 낮아 위로 뜨고, 그로 인해 해수면이 상승하게 된다. 그 이유로, 고생대 당시 대륙의 많은 부분이 물에 잠겨있었다.
고생대 초기는 오늘날보다 따뜻했으나, 오르도비스기가 끝날 때쯤에는 짧은 빙하기가 존재해 빙하가 남극 지역을 뒤덮었었다. 이 시기, 몇 차례의 대량 멸종이 일어나면서 완족류, 산호, 삼엽충, 태형동물 등이 자취를 감췄다. 이는 아마도 해수의 온도가 점점 낮아져 생물들이 살기 어려워져서인 것으로 추측된다. 이러한 멸종 후에는 좀 더 환경에 적응된 다양한 새로운 생물들이 출현하였다.
로렌시아와 발티카 대륙은 4.5억 ~ 4억년 전 서로 충돌하여 유라메리카 (Euramerica) 또는 로루시아 (Laurussia)를 형성하였다. 이로 인해 형성된 산맥은 스칸디나비아, 스코틀랜드, 북부 애팔래치아 등에서 찾아볼 수 있다. 데본기 (4.16억 ~ 3.59억년 전)에는 곤드와나와 시베리아가 유라메리카 쪽으로 이동하여 충돌, 조산 운동을 일으켰다. 시베리아의 경우 석탄기 (3.59억 ~ 2.99억년 전)에 유라메리카와 충돌하였는데, 이로써 판게아가 완성되었다.
생물들의 육지 군락화.
오존층이 형성되어 자외선이 흡수되면서 육지 위에서의 생물들의 생존률이 증가하였고, 점차 진화가 일어나기 시작했다. 원핵생물은 아마 26억년 전부터 육지에 자리잡았을 것이다.
이후 판노티아가 형성되었다가 해체되는 사이 어류가 진화하였고, 캄브리아기에서 오르도비스기를 거치면서 식물과 진균이 육지에서 생활하기 시작하였다. 가장 오래된 진균과 식물의 화석은 4.8억년 전의 것이며, 분자생물학적인 연구에 따르면 진균은 10억년, 식물은 7억년 전부터 존재했을 것으로 추측된다. 처음 육지 동물이 출현한 시기는 정확하지 않으며, 첫 육지 동물의 화석은 4.5억년 전 살았던 절지동물에 속하는 배각류의 것이다.
네발동물의 진화.
턱을 가진 첫 어류 (유악류)는 오르도비스기에 출현하였다. 크기도 대체로 커져, 7m까지 자라는 판피류인 둔클레오스테우스 등이 존재하였다.
오르도비스기 말인 4.43억년 전에는 빙하기가 찾아옴에 따라 다시 한 번 멸종기가 있었다. 3.80억년 ~ 3.75억년 전에는 어류로부터 네발동물이 처음 진화하였다. 과학자들은 지느러미가 천천히 사지로 발달하였을 것으로 보고 있다. 그러다가 육지 생활에 적응을 한 종이 나타났으나, 이들도 여전히 알을 물가에 낳고 거기서 부화하였다. 이것이 양서류가 되었다. 3.65억년 전 데본기의 멸종기가 있은 후, 식물은 씨앗을 가지도록 진화하여 번식 속도를 크게 증가시킬 수 있었다.
2000만년 후에는 육지에도 낳을 수 있는 양막형 알이 나타났으며, 이로써 양막류가 출현하였다. 3000만 년 후, 여기서 포유류가 속하는 단궁류와, 조류, 파충류가 속하는 용궁류가 갈라졌다.
곤충의 진화.
절지동물이 육지에 언제 진출했는지는 확실하지 않다. 약 4억 2천만년 전 실루리아기 후기의 지층에서 배각강에 속하는 다지류의 몸통 화석이 발견되었지만, 오르도비스기 후기의 지층에서 절지동물의 발자국 화석이 발견되었기 때문이다. 육지에 진출한 절지동물은 외골격의 도움으로 육상생활에 쉬이 적응했고, 당시의 어떤 육지 동물보다 다양하게 분화되었다. 곤충은 데본기 초기의 화석이 가장 오래된 것이며, 이 화석종은 이미 날개를 달고 있었다는 의견이 있다.
곤충이 어떤 절지동물에서 진화했는지는 논란의 여지가 있는데, 갑각류와 가까운 관계의 생물에서 진화했을 가능성이 높다. 곤충은 식물질과 유기물을 섭식하여 초기 육상 생태계 순환에 기여하였고, 가슴의 측배엽판에서 날개를 진화시켜 생물 역사상 최초로 하늘을 지배하였다. 석탄기와 페름기에는 현생 곤충의 조상이 되는 다양한 고생대형 곤충군이 등장하였는데, 이 중 메가네우라는 날개 편 크기가 무려 50~70cm에 달하는, 지구 역사상 가장 큰 곤충이었다. 바퀴벌레의 친척(Blattoptera)도 주요한 육상 곤충이었다.
페름기 대멸종은 곤충에게도 유일했던 대멸종이었다. 하지만 중생대에는 새로운 곤충의 목(目)이 등장했고, 꽃가루 매개자 곤충이 등장했다. 백악기와 신생대에는 속씨식물의 번성으로 곤충의 종류가 급격하게 다양해졌다.
중생대는 2.51억년 ~ 6600만년 전까지로, 트라이아스기, 쥐라기, 백악기로 나뉜다. 중생대의 시작은 페름기의 마지막에 있었던 대량 멸종기 직후로, 이 멸종기에 지구상 생물종의 95%가 멸망하였다. 중생대의 마지막은 공룡의 멸종으로 잘 알려진 백악기의 대량 멸종 사건이다. 페름기의 대량 멸종기는 화산 활동, 운석 충돌, 수산화메탄의 기화, 해수면 상승 등이 복합적으로 작용했을 가능성이 높다. 남은 생물들 중 특히 파충류에서 공룡이 진화하였으며, 이들은 2억년 전 트라이아스기 마지막에 있었던 멸종기를 살아남아 지구상 척추동물의 대다수를 차지하였다. 당시에도 포유류가 있었으나 쥐를 닮은 작은 동물들이었을 것이다. 곤충은 여전히 다양성을 유지했으며, 현생 곤충의 목(目)에 속하는 것들이 대거 등장하였고, 백악기 속씨식물의 등장으로 꽃가루받이의 중요한 역할을 구실하게 되었다.
1.8억년 전, 판게아는 로라시아와 곤드와나로 나뉘었다. 최초의 새로 알려져있는 시조새는 1.5억년 전쯤에 존재하였다. 최초의 개화식물의 화석이 발견된 것은 백악기로, 1.32억년 전 일이다. 익룡이 조류와의 경쟁에서 패하면서 공룡의 쇠락이 시작되었을 것으로 생각되며, 6600만 년 전 유카탄반도 쪽에 운석이 충돌하여 현재의 칙술루브 크레이터를 만들었다. 이로 인해 대량의 입자와 수증기가 대기에 부유하면서 태양광을 차단하였고, 대멸종이 일어나면서 백악기와 중생대의 막을 내렸다.
신생대.
신생대는 6600만년 전부터 현재까지로 제3기와 제4기로 나뉜다. 백악기의 마지막에 있었던 대멸종에서 비조류 공룡을 비롯한 수많은 생물들이 멸종하였으나 포유류와 조류 등이 살아남았고, 현대의 형태가 될 때까지 진화가 이루어졌다. 곤충은 현생 목이 모두 등장하였고, 속씨식물의 등장으로 더 번성하였다.
포유류의 다양화.
포유류는 트라이아스기 말기부터 존재했으나 신생대 전까지는 작은 크기를 유지하였다. 신생대 동안 포유류는 빠르게 진화하여 공룡의 자리를 대신하였다. 일부 포유류는 바다에서 살기 시작하면서 고래목이 만들어졌다. 다른 포유류는 고양이과, 개과 등 육상의 빠르고 민첩한 포식자로 진화하였다. 신생대의 건조한 기후로 인해 초목 지대가 확장되었고 말과와 소과에 속하는 발굽을 가진 초식동물들이 나타났다. 일부는 유인원으로 진화하였으며, 여기로부터 인류가 진화하였다.
조류의 다양화.
백악기 대멸종에서 유일하게 살아남은 수각류 공룡인 조류는 신생대에 번성하였다. 거대한 포유류가 없는 지역에서는 거대한 크기의 공포새가 등장하여 상위 포식자 역할을 했다. 이들은 날개가 퇴화하여 날기보다는 걸어서 이동했으며, 소형 포유류를 잡아먹고 살았다. 공포새는 거대 포유류가 등장하면서 쇠퇴한다. 현생 조류가 나타난다.
식물의 다양화.
제3기에는 초본류가 등장하여 초원을 이루었고, 이후에는 교목류가 울창한 삼림을 이루었으며, 열대우림, 온대림, 툰드라 등 다양한 환경을 만들었다. 식물의 번식 방법도 다양해져, 곤충의 도움을 받는 충매, 조류의 도움을 받는 조매, 바람의 도움을 받는 풍매가 주를 이루었다.