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林渝超,April 15, 2024
前寒武纪是非正式的地质时间单位，在地质时间尺度上细分为冥古、太古、元古。 时间跨度从大约 46 亿年前的地球形成到大约 5.388 亿年前的寒武纪初期，硬壳生物首次大量出现。
元古宙是是地球地质时间尺度最长的纪元，细分为古元古代、中元古代和新元古代。涵盖了从地球大气层中出现游离氧到寒武纪大爆发期间复杂生命在地球上扩散之前的时间，明确的事件有大氧化事件，全球性的冰川作用，超大陆形成。其中熟悉的无聊的十亿年期间，以较为稳定的构造、气候停滞和缓慢的生物演化,营养丰富度低为特征，毗邻两种不同的氧化和冰川事件，但本身的氧气含量非常低，并且目前没有冰川作用的证据。
温室效应气体含量
关于这个时期主要的温室气体成分和含量前人作了很多的工作，二氧化碳黑色线是来自碳酸盐-硅酸盐气候箱模型，黄色阴影表示其95%置信区间，也展示了各种前寒武纪的pCO2代理估计值，CH4约束条件包括太古宙硫的质量无关分馏所需的下限，黑色曲线来自与光化学耦合的生物地球化学箱模型。通过以前未被考虑的化学硝化途径，铁化海洋中氧化亚氮的产生量增加，在中等的氧气水平1%现代水平，造成几度的变暖。
关于氧气水平的认识最新的进展认为至少在1.59~1.56、1.44~1.43和1.40~1.36Ga三个时期的大气氧含量为现今水平(PAL)的4%以上
海水温度
关于海洋的认识，对于海洋温度的制约因素。大约3.5 Gyr以来存在的多种生命以及生物体的典型耐温范围表明绿线所示的上限[Walker, 1982]。蒸发矿物大约从3.5 Gyr开始就存在，许多矿物最初以石膏的形式沉积，这一事实确定了温度(青色线)的上限[Holland, 1978]。
由燧石中氧同位素比值 [Knauth和Epstein, 1976;Knauth and Lowe, 2003]。基于氧和氢同位素比值[Hren等人，2009]和磷酸盐氧同位素组成[Blake等人，2010] ；Joshua 2018PNAS 风化箱模型；中元古代高峪庄组和下马岭组碳酸盐氟磷灰石（CFA）的δ 18 O p明显偏低，气候温暖，中元古代海底温度为25.2 ± 8.2 °C。
海水pH
Joshua 2018PNAS
Halevy et al., Science 355, 1069–1071 (2017) 箱模型
海水氧化还原状态
Timothy W. Lyons1, Christopher T. Reinhard1, nature 2014
Simon W. Poulton1 and Donald E. Canfield 2011
海水盐度（源和汇）
根据大陆盐沉积物和含盐地下水的总量，估计中元古海水的盐度比现代值高1.5倍
另一种方法是热液石英包裹体，估计2.2亿年前Ongeluk地层的古海水盐度是现代海水盐度的大约6倍。估计古海水中的氯离子浓度（Cl）约为3230 mmol/kg，而现代海水中的氯离子浓度约为545 mmol/kg。这意味着古海水的盐度大约是现代海水的6倍。并没有充分排除估计的海水是热液的可能性，也有三倍。
太古代石英样品中的FI（含氟石英）数据呈现化学变化，这与几个热液端元和一个被认为是太古代海水的共同成分的混合一致。后者的盐度（Cl）似乎与现代海水相当。
海洋深度（定性，无足够证据）
l 无论如何，大部分海洋可能是在行星吸积的后期形成的
l 到 4.0 Ga 时，目前的大部分海水（> 90%）已经存在于地球表面。
l 海洋深度随时间的适度增加可以解释海水氧同位素组成的变化。 （几百米）
造山带平均海拔
地形对气候的影响主要取决于超大陆的地理位置及其地形细节，包括地形极值的位置及其方向和高度。
使用了一种基于锆石（zircon）的地壳厚度代理指标来重建过去山脉建造的历史。这种方法利用了在岩浆分异过程中对压力敏感的铕（Eu）体系，该体系以铕异常（Eu/Eu*），与球粒陨石标准化的Eu/(Sm*Gd)比值）的形式记录在结晶锆石中。
研究发现，活跃的大陆地壳的平均厚度在数十亿年的时间尺度上有所变化，最厚的地壳形成于太古代和显生宙。相比之下，元古代见证了地壳厚度的持续下降，直到该纪元结束时大陆上缺乏高山。图中显示的活动大陆地壳的高程（H）是根据重建的地壳厚度（图1）和Airy均衡原理估算的
地球自转速度
地球的自转速度在地质时间尺度上是逐渐减慢的，这一现象主要是由于月球对地球潮汐力的影响。地球日长随时间变化的函数，基于对地球历史上潮汐耗散变化的不同假设。红色、黑色和灰色线条反映了在现代、60%现代和35%现代潮汐耗散率下的发展。蓝色线条，根据Webb（1982）绘制，来源于一个更复杂的海洋潮汐耗散模型。所有结果表明，考虑到迄今为止缺乏关于月球灾难性起源的证据，直到约40亿年前，潮汐耗散必须小于现今的60%。在太古代末期，日长可能超过12小时，并且在那个时代发生了显著变化。金色线条代表了根据Gough（1981）的计算预测的太阳辐射强度。
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