化的形式也可以有所不同。在若干亿年的漫长地质时期，先后在地表的一些不同地区出现适合有机大分子形成和演化的环境，这是完全可能的。
如果推断生命的化学进化发生在3 900 M a年以前，考虑到当时动荡的全球环境，认为生物化合物或它们的前体是来自地球以外的宇宙空间的观点也不可忽视。太阳系的形成是距今大约5 000 M a年前发生的一起宇宙事件，对地球上生物有机物的产生必不可少的有机小分子，也可能是在宇宙中形成的。有些学者认为，这些宇宙中的有机小分子的合成，是通过星际尘埃来实现的。星际尘埃一般认为包括石墨硅、固态的甲烷和氨，也有少量金属，星际尘埃的年龄通常与太阳系的年龄相当。特别是因为有些尘埃具有耐熔的有机质，当它们处于离散星云中的紫外辐射之下，就有可能合成各种不同的有机小分子（Chiar； 1997）。在地球的早期演化过程中，星际有机分子可能通过彗星尾部对地球的“轰击”或者陨石撞击而大量进入地球，成为前生命化学进化的基本原料，或者参与化学进化的过程（Rode；999； Gaffey； 1999）。大量研究表明，彗星和陨石含有多种不同的有机物，其中的一些有机物可以作为生命化学进化的前体物质。这些有机物质本身很可能就是在星际空间的类似原始地球大气的条件下，通过某些化学反应生成的。这种星际尘埃假说存在的问题是：由于在地球演化早期，地表很可能处于高温灼热的状态，外来有机分子即使能够进入地球，也会很快分解。但近来对含碳陨石、星际尘粒和彗星进行的同位素分析表明，星际有机分子进入太阳系或地球之后，仍然具有较高的保存率。
总之，生命的化学进化开始的早期地球环境条件，以及化学进化过程进行的场所和方式等问题的争论由来已久，将来仍然会是一个普遍关注的热门问题。孕育生命的早期地球环境条件还有待于进一步分析和研究，力求为众说纷纭的化学进化学说提供新的思路和证据。生物是自然环境的产物，是由环境的变化造就的。研究早期地球环境与生命起源的化学进化之间的关系，对进一步探讨生物进化以至人类进化与环境变化之间的关系具有深远的意义，也能使我们对生物圈今后的生存和发展有更深刻的认识。
2、生命起源的化学进化过程及时间
生物的化学进化过程，主要是指从地球形成初期直到原始细胞出现，一系列非常复杂的有机化学反应过程。这个生命起源过程与当时的全球环境变化密切相关。地球上开始出现最早的细胞生命，即不但具有与外界分隔的生物膜，同时又有内部膜分隔的、有形态学特征的、生命活动基本单位的最初出现，标志着生命的化学进化的完成和生物学进化的开始（张响，1998）。一般认为，化学进化可分为4个层次：无机分子的生成（NH3 ；H20 。CH4 。CO 。C02、NO）、生物小分子的合成（氨基酸；糖、单核普酸；A T P等高能化合物、脂类等）、生物大分子的合成（多肽、多聚核普酸）和原始细胞的出现。近年来按照将RNA作为生命起源主体与中心的观点，将病毒作为化学进化的第4个层次，似乎也又有一定的合理性。类病毒是具有感染性的RNA分子，一般认为是现存生命的最简单形式，与RNA作为生命起源主体的观点明显吻合。
由于有机物可以在很长的一段时间内聚集并且维持其稳定性，生命的化学进化很可能与地球上最早的水圈的形成是在同一时期发生的，或许在地球的液态水圈形成之前，在水蒸汽中就已出现了。地球化学证据表明，化学进化大约发生在太古宙早期，距今3 500… 3 900 M a年前（W ashington； 2000）：在南非发现的微化石沉积物显示在3 400 M a年前地球上就已经有生命存在（Knoll et al。 ； 1977） ；有细胞结构的生命至少在3 500 Ma年前就已存在（ Schopf； 1993）；对碳稳定同位素的分析表明在3800 M a年前生物的有机合成已经出现（M ojzsis etal。，1996； Rosing； 1999） ； 1996年M ojzsis等发现，一种由磷灰石颗粒组成的磷酸钙矿物中嵌有石墨的“包体”，更把生命存在的时间推早到3 870 M a年 。 想看书来
第六节 地壳、大气、海洋、气候、生命的变迁史综合
第六节 地壳、大气、海洋、气候、生命的变迁史综合
1 、地壳
地壳是有岩石组成的固体外壳，地球固体圈层的最外层，岩石圈的重要组成部分。其底界为莫霍洛维奇不连续面（莫霍面）。整个地壳平均厚度约17千米，其中大陆地壳厚度较大，平均为33千米。高山、高原地区地壳更厚，最高可达70千米；平原、盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄，厚度只有几千米。青藏高原是地球上地壳最厚的地方，厚达70千米以上；而靠近赤道的大西洋中部海底山谷中地壳只有千米厚；太平洋马里亚纳群岛东部深海沟的地壳更薄，是地球上地壳最薄的地方。
地壳分为上下两层。上层化学成分以氧、硅、铝为主，平均化学组成与花岗岩相似，称为花岗岩层，亦有人称之为“硅铝层”。此层在海洋底部很薄，尤其是在大洋盆底地区，太平洋中部甚至缺失，是不连续圈层。下层富含硅和镁，平均化学组成与玄武岩相似，称为玄武岩层，所以有人称之为“硅镁层”（另一种说法，整个地壳都是硅铝层，因为地壳下层的铝含量仍超过镁；而地幔上部的岩石部分镁含量极高，所以称为硅镁层）；在大陆和海洋均有分布，是连续圈层。两层以康拉德不连续面隔开。
在地壳中最多的化学元素是氧，它占总重量的；其次是硅，占；以下是铝、铁、钙、钠、钾、镁。丰度最低的是砹和钫，约占1023分之一。上述8种元素占地壳总重量的，其余80多种元素共占。
地壳中各种化学元素平均含量的原子百分数称为原子克拉克值，地壳中原子数最多的化学元素仍然是氧，其次是硅，氢是第三位。
大约99％以上的生物体是由10种含量较多的化学元素构成的，即氧、碳、氢、氮、钙、磷、氯、硫、钾、钠；镁、铁、锰、铜、锌、硼、钼的含量较少；而硅、铝、镍、镓、氟、钽、锶、硒的含量非常少，被称为微量元素。表明人与地壳在化学元素组成上的某种相关性。
2、地壳、海洋、大气、生物综合演化简史
（一）太古代（距今约25亿年之前）
太古代是地质年代中最古老、历时最长的一个代，即原始地壳以及原始大气圈、水圈、沉积圈和生物的发生、发展的初期阶段。
地球刚刚开始时是个高温熔融状态的红色球体，后来重的铁、镍逐渐沉到中心而成为高温固体状的地内核，较轻的高温液体状的铁、镍、硫、硅成了地外核；而更轻的氧化铁、氧化镁、一氧化硅、三氧化铝在下，橄榄石、正辉石在中，上为高温熔融粘滞层，这三个圈形成地幔层，其上部冷却形成地壳。地壳在太平洋最深处只有5km，在青藏高原最厚处却达80km，但它们对于地球半径6371km来说，只能算是薄板而已。地壳形成时喷出大量的水和气，从而形成原始的水圈，当时陆地极少，故地球表面成为蓝色的海洋。
地壳刚形成时各地厚度差别不大，仅有少数较厚的地而露出水面，称为陆核，如我国华北、加拿大、澳大利亚、南极洲、非洲的部分地区。露出水而的岩石经风化后就由大变小，最后形成岩屑、砂砾、淤泥并进入海洋而沉积下来，从而形成最早的沉积岩。到了距今25亿年时，分散在各地的陆核可能相撞在一起而第一次形成泛大陆。相撞造成了强烈的地壳运动。目前依据是在河北遵化县发现了陆核相撞而形成的缝合线，以及洋底才有的大片蛇绿岩；当时华北在十几亿年中在海底沉积的13000m厚的地层也发生强烈的褶皱，并形成了今人所见的山西五台山等，故此次运动在我国一般称五台山运动。
太古代的地壳运动和岩浆活动既广泛又强烈；火山喷发频繁，故使大气圈和水圈才得以形成。原始海洋的面积可能比现在大，但平均水深则浅得多。现在世界各地蕴藏丰富的海相层状沉积的变质铁锰矿床和岩浆活动形成的金矿等就是在这时期形成的。
当时大气中80％是水蒸汽，11％是一氧化碳；5％是硫化氢；1％是氮，其余为二氧化碳、甲烷等，没有氧气，但却适合只有细胞壁和原生质的低等生物—细胞和冬藻的生长和繁衍。海水也是酸性矿化水（后来才逐渐被中和），陆地是灼热的，荒芜的。在某些适宜的浅海环境中，有些无机物质经过化学演化跃变为有机物质（蛋白质和核酸），进而发展为有生命的原核细胞，构成一些形态简单的无真正细胞核的细菌和蓝藻。这只是出现于太古代的后期。
总的来说，太古代是原始地理圈的形成阶段，陆地是原始荒漠景观，水域是生命孕育和发源之地。当时地壳与宇宙之间以及和地幔之间的物质能量交换比后来任何时候都强烈得多。
（二）元古代（距今25亿—6亿年前）
在25亿年前形成第一次泛大陆后，各大陆又逐渐分开，并在陆地周围沉积了巨厚的地层，此时，由于蓝藻的不断光合作用，地球的氧气不断增加，一氧化碳、甲烷、硫化氢等有毒气体逐渐减少，终于在我国首先发现了有细胞壁、原生质和细胞核的有核细胞生物—绿藻等化石，使生物从漫长的原核时代进入了有核时代。
在距今约19亿年各个陆核又一次相撞在一起，真是有分有合。碰撞又造成了强烈的地壳运动。以华北为例，相撞使早期沉积的5000多米厚的地层又发生了强烈的褶皱，形成了山西吕梁山等，故而称吕梁运动。华北地核从此进入较稳定时期，并与朝鲜半岛相连而形成华北板块�