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在起初天主創造了天地。大地還是混沌空虛……
──《創世記》1:1
對於全球氣候的劇變，我們都要感恩戴德。要是沒有數十億年間劇烈的天體與太陽活動、頻繁的小行星撞擊、開天闢地的火山爆發、大氣成分的徹底轉變、壯觀的板塊漂移與不斷的生物適應生物，今天就沒有我們。天體物理學家常說，在恆星周邊有些位置剛好的地方，不會太熱也不會太冷，這就是所謂的「適居帶」（goldilocks zone）。地球就是眾多例子之一。不過，自從我們的行星在大約四十六億年前形成以來，地表的環境一直在改變，有時候堪稱是災變。地球存在的這段時間裡，大部分的時候是我們物種不可能會喜歡，甚至根本無法生存下來的。來到今日世界，我們以為人類造就了危險的環境與氣候變遷；但我們同時也是過往巨變的重要受益者。
我們在這顆行星上的角色真的微不足道。最早的人族（hominins）要到幾百萬年前才出現，而解剖結構上最早的現代人（包括尼安德塔人〔Neanderthals〕）則是大約五十萬年前才出現。對於他們出現之後的這段期間，我們所知的不僅東一塊西一塊，很難詮釋，而且往往猜測成分居多。隨著時間逐漸接近現代，則有考古學能幫助我們更可靠地了解人類如何生活；但他們做了什麼、想過什麼、相信些什麼，則得等到大約五千年前，完整的書寫體系發展出來之後，我們才能了解。整體而言，我們據以細緻、縝密重建過去的那些敘述、文件與文本，只涵蓋世界歷史大約○．○○○一％的時間。人類這個物種不光是存在就很幸運，而且從歷史的大棋盤來看，我們是很晚才出現的新棋子。
人類就像最後一刻才登門的粗魯客人，大吵大鬧，簡直要把主人的家給拆了，自然環境遭受的人為衝擊不可小覷，而且衝擊的步調愈來愈快，不少科學家因此懷疑人類是否能長久存在。不過，大吵大鬧也不稀罕。首先，不是只有我們物種會改造周圍的環境，生物相（也就是植物、動物及微生物）當中的其他物種在人與自然的關係當中，既不是被動的參與者，也不是純粹的旁觀者，不只是單純的存在。每個物種都在改變、適應與演化的過程中發揮影響力，有時候也會造成毀滅性的後果。
正因為如此，部分學者對「人類世」的概念與名稱始終抱持批評態度，覺得不該把人類推上「特殊物種」的優越位置，好像是由人類界定什麼叫做「野生」、界定什麼是可以使用的「資源」（無論是否永續）。有人覺得這種作法「傲慢無比，太過高估人類的貢獻，還把其他生命形態貶到簡直是空氣的地步」。
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自有地球以來，前半段時間的地球大氣幾乎沒有氧氣存在。我們的行星是經由漫長的聚合，經過一層又一層的累積才形成的，接著遭到火星大小的撞擊體強烈碰撞，釋放出足以融化地函的能量，岩漿海與蒸氣之間的交互作用才產生最早的、無氧的大氣層。
地球的生物地球化學循環最終造成一次徹底的轉變。雖然各界對於產氧光合作用（oxygenic photosynthesis）如何發生、何時發生以及為何發生仍未有定論，但有機生物標記、化石和基因組規模數據等證據顯示，藍菌（cyanobacteria）演化後吸收陽光，從中獲得能量，用水與二氧化碳製造出糖，同時釋出副產物──氧氣。新模型顯示，早期地球每年發生十億至五十億次閃電，這或許是前生物反應磷（prebioticreactive phosphorus）之所以如此大量的由來，而磷則是陸生生命出現的關鍵。
大約三十億年前（或者更早），已經有足夠的氧氣製造出來，在養分豐富、擾動較少的淺海棲地形成「綠洲」。大約在二十五億至二十三億年前，大氣含氧量迅速累積，原因可能是化學反應、演化發展、藍菌超大量增生、火山爆發或地球自轉減速（或上述五種因素的結合），引發所謂的「大氧化事件」（Great Oxidation Event），這是複雜生命體降生途中的重要瞬間。
氣候也因此出現劇變，迅速增加的氧氣與甲烷反映，產生水蒸氣與二氧化碳。超級大陸因陸塊碰撞形成時，地球的溫室效應也在減弱，導致整個行星完全被冰雪所覆蓋。地球繞日的軌道變化，亦即所謂的「米蘭科維奇循環」（Milankovitch cycle），可能也在這段過程中發揮影響力。巨大隕石撞擊同樣是可能因素，一來是拋飛入大氣的碎片阻擋陽光與熱，二來撞擊力也影響大陸的形成。數百萬年期間的冰河時期有強有弱，但「雪球地球」（Snowball Earth）整體效應強烈如斯，部分科學家甚至因此稱這整段時期為「氣候災難」。
不穩而複雜的雪球地球過程，是現今研究中頗有進展的主題。這次冰河期和後來的冰河期一樣，都對地球的動植物生命帶來深遠的改變。其中，小型生物往更大的體型演化，因為冷冽海水稠度更高，比較大的體型能抵銷阻力，加快移動速度。近年來，有人主張八千公里長的「超級山脈」說不定對大氣氧含量的提升有所影響，而數億年間從山脈上受到侵蝕、進入海洋的沉積物，如磷、鐵和養分也推動生物的演化。
複雜、肉眼可見的生物化石紀錄，在埃迪卡拉生物群（Ediacara Biota）時期開始出現。咸認始於五億七千萬年前的埃迪卡拉紀，已有至少四十種經辨識出的物種發展成對稱的多細胞動物──據信對稱有助於行動。埃迪卡拉紀不僅是各種海洋動物多元分化的時期，也是其演化、發展與適應的重要時期，例如三葉蟲的前肢就是在這段期間發展出呼吸器官。
奧陶紀（Ordovician）接近尾聲時（約四億四千萬年前），氣候突然冷卻（可能是引發阿帕拉契山脈〔Appalachian mountains〕造山運動的同一場板塊運動所導致的），氣溫陡降，海平面降低，並引發深海洋流的轉變，同時海平面下降，海中浮游與自游物種的棲地因此縮小。同一場寒化引發了一波滅絕；另一波滅絕則發生在溫度回正、海平面上升、洋流停滯，導致氧氣量驟降時。汞的痕跡和明顯的酸化跡象顯示，火山活動是第二階段滅絕過程的關鍵因素，最終有八五％的物種滅絕。
對於這場幾乎消滅所有活物的滅絕中，火山爆發只是一個片段。月球可能也是接下來數百萬年間變化的一環。地球在撞擊中誕生，拋入太空的碎片形成月球。月球的引力是潮汐的關鍵因素，因為有潮汐產生的海流，才能把熱從赤道帶往極區，徹底形塑地球的氣候。
月球以前距離地球更近（說不定只有今日距離的一半），潮汐力想必更強，對地球氣候與野生動植物的影響也更大：近年來的模擬顯示，大範圍的潮汐可能迫使硬骨魚類進入陸地上的淺水池，進而促成演化出可以承重的肢體與呼吸器官。
月球不僅在地球本身的轉變中軋了一腳，甚至影響這顆星球上的生命發展。月球的影響力如今依然重要。許多海洋生物的繁殖週期跟月相緊密同步，魚、蟹與浮游生物的遷徙、產卵也受到月光的觸發。珊瑚基因會根據月亮的盈虧改變其活動量。月相似乎會影響塞倫蓋蒂（Serengeti）地區牛羚的交配季節，而且跟母牛的自然分娩有關。滿月時，許多靈長類動物的夜間活動更活躍──也許是因為光線更好，讓牠們更有機會避開掠食者。據觀察，信天翁在月明夜更活躍。雖然研究還不多，但月相與月光似乎跟數十億季節性動物的年度遷徙密切相關，尤其是鳥類，因為光線對牠們的覓食機會影響極大。
人類的行為、活動力，甚至是生育力，似乎跟月相的變化有重要的關係。學者研究沒有電力供應（因此是很好的控制變因）的阿根廷原住民社區，結果顯示在滿月前的幾個晚上，也就是太陽下山後的幾個小時內仍然有月光的晚上，大家比較晚睡覺，睡眠時間也比較短。也就是說，沒有人工照明設施的前工業社群，人們的睡眠模式可能同樣受到月相的影響。女性月經週期的長期數據，表現出跟月光與月球重力有相關性，部分學者因此主張人類的生殖行為原本跟月相是同步的，是近期才受到現代生活方式的影響而改變。
流行文化經常反映出月亮會影響、干擾人的行為舉止，比方說「瘋子」（lunatic）一語就暗示精神疾病與月亮的關係，但就算其間有任何因果關係，科學家也往往會淡化之。不過，部分研究人員也強調，躁鬱病患的發作，跟三種獨特的月相有顯著的同步性。也就是說，月亮對洋流、全球氣溫與氣候、生殖週期，乃至於整個地球上的生命，都有重要的影響。
至於月潮對於電離層－增溫層天氣體系，乃至於對演化過程或滅絕事件的影響，則需要進一步的研究。滅絕事件並不罕見。情況最為慘烈的滅絕事件，發生在兩億五千兩百萬年前，人稱「大滅絕」（Great Dying）。這次事件的主因，是今日西伯利亞的位置發生前所未有的火山爆發，噴發極為大量的岩漿。很有可能是在某個關鍵的瞬間，地面上不再噴發岩漿，開始形成熔岩層，把氣體困在地表下，直到引發一連串超級猛烈的噴發才釋放出來。無論具體情況如何，總之，有大量的溫室氣體噴發進入大氣層，引發生物圈的不穩定。土壤與海水溫度一開始可能上升八至一○℃，然後又增加了六至八℃，赤道地區的溫度恐高達四○℃。結果九六％的海洋生物滅絕，四分之三的陸地動物消失，地球上的森林也全數消失了。
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