2.1 Докембрий

На самых первых этапах эволюции Земли после завершения образования планеты, разогревания ее недр, формирования ядра, приведших к активным проявлениям магматизма и в частности вулканизма, началась дегазация мантии и образование гидросферы и атмосферы. В архее Мировой океан, по-видимому, покрывал всю Землю или большую ее часть; атмосфера на первой стадии эволюции состояла из метана СН₄ с добавлением водорода Н₂, азота N₂ и аммиака NН₃; кислород О₂ в атмосфере отсутствовал. Признаки широкого распространения оледенения в архейское время отсутствуют. Климат Земли отличался зональностью и был теплым. В позднем архее 2,7-2,9 млрд. лет назад уже появились микроскопические одноклеточные водоросли, которые могли осуществлять фотосинтез органических веществ из диоксида углерода (углекислоты) и воды с выделением свободного кислорода. Этот кислород шел на окисление аммиака до молекулярного азота. Таким образом, в раннем протерозое 2,6-1,95 млрд. лет назад началась вторая стадия эволюции атмосферы: основным компонентом атмосферы стал азот N₂, а наиболее важными примесями - углекислый газ СО₂ и аргон Ar.

Около 1,8 млрд. лет назад, когда скорость образования кислорода при фотосинтезе стала достаточно высокой и кислород перестал быть малой примесью в атмосфере, наступила третья стадия эволюции атмосферы. С начала этой стадии парциальное давление кислорода все время увеличивалось и постепенно достигло современного значения. Теплый климат в архее постепенно становился более холодным.

Имеются отчетливые доказательства, что в нижнем протерозое 2,5-2,6 млрд. лет назад наблюдалось континентальное покровное Гуронское оледенение существовавшего в то время материка Мегагеи. Центр оледенения находился примерно на палеошироте 60°, т.е. это был центр типичного ледникового покрова умеренных широт. О распространении этого оледенения пока нет данных, также не выяснено, было ли это оледенение материкового типа или эти ледники были связаны с процессами горообразования.

В течение длительного периода геологической истории, примерно 2,1 млрд. лет до 1,0 млрд. лет назад, проявлений оледенений на Земле не найдено, и надо думать, что в течение этого времени климат был теплым. Затем в позднем протерозое - в верхнем рифее и венде (950-600 млн. лет назад) - отмечены три покровных оледенения, разделенные межледниковыми периодами. Это так называемые Гнейсеский, Стертский и Варангский ледниковые периоды, наблюдавшиеся около 950, 750 и 680-660 млн. лет назад, соответственно. Наступление ледниковых периодов, вероятно, стимулировалось вертикальными движениями земной коры, которые способствовали развитию горного оледенения, и горизонтальными движениями материков, в результате которых различные материки последовательно перемещались в высокие и умеренные широты. Однако прямой причиной каждого периода наступления льдов было глобальное похолодание.