Az ősrobbanás („Big Bang”) kozmológiai elmélete szerint a világegyetem egy rendkívül sűrű állapotból fejlődött ki 13,7 milliárd évvel ezelőtt. A Naprendszer, a bolygók és a Föld kialakulása 4,57 milliárd éve történt, ettől az időponttól kezdődően beszélünk földtörténetről. A földtörténeti időskála egy átlátható rendszert alkotva a földtörténetet kisebb egységekre bontja, ezek határait földtörténeti események határozzák meg, melyek együtt jártak élőlények tömeges kihalásával és új csoportok megjelenésével. A Nemzetközi Rétegtani Bizottság szerint a Föld története négy eonra osztható: Hadeikum, Archaikum, Proterozoikum, Fanerozoikum. A korokat megegyezés szerint adott színekkel jelölik. 1. táblázat, 1. ábra.

A hadeikum jelentése „pokolbéli”, mely a fiatal Földön uralkodó viszonyokra utal. (Hadész az alvilág görög istene). A planetáris differenciálódás során az eleinte gázokból és szilárd anyagokból álló Protoföld megolvadt, a nehezebb anyagok, mint pl. a nikkel és vas a Föld középpontjába kerülve magot alkottak (vas katasztrófa), a könnyebb anyagok a felszín felé vándoroltak, kialakítva az elsődleges kérget. A mag áramlásai kiegészülve a Coriolis-erővel a Föld bolygóméretű dinamóként működik, és mágneses mezőt gerjeszt. A magnetoszféra véd a sugárzásoktól, eltéríti a napszelet, így hozzájárult ahhoz, hogy az élet kialakuljon és fennmaradjon bolygónkon.

A Föld legidősebb, 4,55-4,45 milliárd éves kőzetét Kanadában, Baffin szigetén találták 2010-ben. A köpeny eredetű vulkanikus kőzet kialakulásakor a földfelszín még magamaóceán lehetett. A „nagy becsapódás v gigant-hatás” elmélete szerint körülbelül 4,533 milliárd éve egy Mars méretű bolygó a Földbe csapódott (Theia: a görög mitológiában az egyik női titán volt, ő szülte a Holdat), s a kiszakított anyaggal együtt kialakította a Holdat. A Hold tömegénél fogva stabilizálja a Föld tengelyferdeségét, ezáltal csökkenti az extrém hőmérsékletváltozások intervallumát és gyakoriságát. Enélkül az élet nem alakulhatott volna ki a Földön.

A Hold kialakulása után a Föld lassan hűlni kezdett, bár az aktív vulkáni tevékenység és a nagyfokú radioaktivitás következményeként felszabadult hő miatt jellemző volt még az olvadás. Az elemi összetétel fokozatosan változott; a nehéz elemek tömörültek, a gázok könnyebb fajsúlyukból adódóan kiszorulnak a kőzetekből. Létrejött a reduktív jellegű őslégkör: H₂, Ne, H₂O, CH₄, CO₂, CO, NH₃, H₂S tartalommal.

A Föld felszíni hőmérséklete 4.4 milliárd éve csökkent 100 ^oC alá, így a meteoritok által szállított víz már nem párolgott el a felszínéről, megkezdődött a nagy esőzések korszaka, a világóceánok kialakulása. Erre a Nyugat-Ausztráliában (Jack Hills) talált 4,404 milliárd éves cirkónium-oxid tartalmú kőzetek utalnak, melyek kialakulása feltételezi a folyékony víz és a szilárd felszín jelenlétét. Számítások szerint az óceánok mai sótartalma kevesebb, mint 100 millió év alatt alakult ki, és azóta is folyamatosan szállítják a folyók a sót a tengerekbe. A kérdés tehát nem az, hogy miért sós az óceán, hanem az, hogy miért nem sósabb.

4,2 milliárd éve alakultak ki a mai kontinensek magjai (kraton). Az őslégkör összetétele is változott, a gázok egy része beoldódott az óceánokba. A hidrogén (igen könnyű) már korábban megszökött, csak vegyületeiben (H₂O, CH₄, NH₃) maradhatott meg. A korai ősóceán savas volt, felszínét vulkáni tevékenység szabdalta. A levegő forró volt, szabad oxigént alig tartalmazott. A holdon talált, 100 km-nél is nagyobb átmérőjű több mint 1700 becsapódás nyoma arra utal, hogy 4,1-3,8 milliárd éve nagy meteorit eső zúdult a Földre (late heavy bombardment). Hatására a korai őslégkör és ősóceánok is drasztikus változásokon mentek át.

AZ ÉLET KIALAKULÁSA

Nincs olyan elfogadott egységes fogalomrendszer, amely az élet, élőlény, életjelenség szavakat egyértelműen definiálná. A továbbiakban a teljesség igénye nélkül röviden tárgyaljuk ezeket a fogalmakat. Élőlénynek nevezzük az anyagnak azt a szerveződési egységét, amely életjelenségeket mutat, azaz él. A legkisebb ilyen (élő- vagy biológiai-) rendszerek sejtes szerveződésűek.

Az élőlények legfontosabb életjelenségei, tulajdonságai:

Ahhoz hogy egy organizmust élőlényként definiáljunk, nem kell az összes felsorolt tulajdonsággal rendelkeznie. Bár az élőlények szaporodás révén jönnek létre, nem mindegyik fog szaporodni. A fejlődés bármely stádiumában lévő egyedet nevezhetjük élőlénynek. Ide értjük az ivarérett kor előtti többsejtűeket, vagy a már nem szaporodóképes organizmusokat. Élőlények a szociális rovarok dolgozói (pl. méhek, termeszek), a hibridizációval kialakult egyedek (pl. öszvér) is.

Azokat a szerveződési formákat, melyeket más élőlények hoztak létre és potenciálisan képesek életjelenségeket produkálni (DNS tartalmuk révén) – annak ellenére, hogy adott pillanatban ezeket nem mutatják - szintén élőlényeknek nevezhetjük. Ide sorolhatjuk a magokat, spórákat, a kriptobiózis állapotában lévő medveállatkákat, a rovarok petéit, a megtermékenyített tojásokat stb.

A vírusokat a többi intracelluláris parazitával ellentétben azért nem tekintik élőlényeknek, mivel nincs önálló nukleinsav másoló rendszerük, anyagcseréjük és sejtes struktúrájuk.

Először a szovjet A. I. Oparin 1924-ben, majd 1929-ben a brit J. B. S. Haldane jutott arra a következtetésre, hogy az élet kialakulása a maitól teljesen eltérő környezetben történt. Megállapították, hogy az élőlények legtöbb szerves vegyülete oxigén jelenlétében nem stabil, tehát az élet keletkezése feltehetően oxigénmentes körülmények között történt. A szabad oxigén hiánya nemcsak a kémiai, hanem a fizikai állapotot is a maitól jelentősen különbözővé tette. Az alsóbb, oxigénben dúsabb troposzféra és a felette lévő sztratoszféra határán a kétatomos oxigénmolekulákból ózon keletkezik, mely a 300 mikronnál rövidebb hullámhosszú ultraibolya sugarakat elnyeli. Oxigénmentes légkörben viszont ez a sugárzás akadálytalanul érte a Föld felszínét, sőt a vízbe is kb. 10 méterig hatolt. Ezáltal energiaigényes kémiai reakciók is végbemehettek a felsőbb vízrétegekben. A szerves makromolekulák (organikus monomerek) abiotikus szintézise történhetett az atmoszférában, az óceánparti tócsákban vagy mélytengeri hőforrások (hidrotermák), füstölgők környezetében. A létrejött monomerek polimereket képeztek tengerparti szikláknál, agyagban vagy mélytengeri füstölgőknél; maguk a polimerek proteinek és/vagy RNS-ek voltak. A polimerek aggregálódtak egy membránnal elhatárolt térben, ez a protocell. Ha az óceán felsőbb rétegeiben jött létre akkor heterotrófok, ha füstölgőnél vagy hévforrásnál, akkor kemoautotrófok voltak. Amint a protocellben DNS gének vagy RNS van, az már valódi sejtnek nevezhető. A legelfogadottabb elmélet szerint az első organizmusok kemoautotróf baktériumok voltak, mélytengeri hidrotermáknál alakultak ki.

Elképzelhető, hogy az élet már a hadeikumban 4 milliárd éve kialakult.