开端
大约24亿年前，生命可能已经出现有十亿年的时间了，在这段时光中，生命经历了极为漫长和缓慢的演化过程。它们的外貌仿佛从未改变，依旧是单细胞的细菌形态，不过在它们内部却发生了极具革命性的改变——有氧光合作用。这种改变让这些肉眼难见的微生物们利用水和二氧化碳产生氧气，产生的氧气逐渐释放到全球的海洋和大气中，并在大约24亿年前使得地球含氧量逐步提升到现代含氧量水平的5%左右。
蓝细菌-它们的形态可能一直都没怎么变化过 图/ Shomu's Biology
地球历史上氧气含量变化情况[1]
往后的剧本似乎应该是生物们迅速适应氧气环境，并开始进行有氧呼吸，在有氧呼吸释放的剧烈能量下展开激烈的生存竞赛，于是物竞天择，生物们迅速演化···不！实际情况并不如此。
精密的地球系统
地球真的是一个非常复杂且精密的系统。在这个系统中，任何微小的变化都有可能成为系统失衡的导火索，最终导致地球环境的剧烈变化。
地球原本的环境中，存在大量的二氧化碳、甲烷等温室气体，其中甲烷是一种温室效应极为突出的气体，它的温室效应是二氧化碳的21倍左右[2]，在大约32亿年前的远古地球上存在着大量的二氧化碳（含量可能超过现在100倍以上）和甲烷，这就导致了尽管那时候太阳光照比现在暗淡20%-30%左右，地球上海洋中海水的温度也达到了80℃左右[3]。
原始地球上浓厚的大气 图/iaaa.org
但是光合作用的出现很快改变了这一情况。光合作用产生的氧气释放到空气中以后，这些氧气首先会与空气中易氧化的物质发生反应，正如氧气在海洋中进行的事情一样。这时候，甲烷就成了氧化的目标，空气中的甲烷大量被氧化成为二氧化碳，大量甲烷的消失开始逐渐导致地球上温度的降低。
个人努力与历史进程
生物的命运，当然要靠生物自身的奋斗，但是也要考虑到历史的进程。地球自身的演化进程缓慢，但是影响极其强大。
有证据表明，从大约27亿年开始，地球上可能就出现了第一个超级大陆——凯诺兰大陆（Kenorland），这是一个非常缓慢但是很剧烈的过程。
假想中的凯诺兰大陆 图/The Dialogue
在地幔物质受到地核的加热，热的部分向上涌动，就好像火锅中的开水不断向上翻滚一样，这些地幔物质也向上翻滚，在接触到地壳的时候降温又下降，形成一个热循环，这个向上翻涌的地幔物质被称为地幔热柱，地幔热柱就在这种形式的运动过程中推挤着地壳不断运动。
地幔热柱的运动过程
原始地球上原本可能只是一些微小的板块零星分布在海洋中，但是在地幔热柱的作用过程中，这些微小的板块汇集碰撞到了一起，在碰撞的过程中形成大量的山脉，暴露在地表的岩石本来就会受到风霜雨雪的侵蚀作用，高耸的山脉因其海拔高，更是会大大增加岩石风化的速率，岩石在风化过程中会大量消耗二氧化碳。
板块碰撞形成山脉，高耸的山脉会加快风化速率 图/worldatlas
此外，被风化的岩石中含有大量的氮磷硫等元素，这些元素随着流水一路汇集到海洋中，大大增强了海水的营养物质并让海洋中的微生物大量爆发，大量爆发微生物无疑会让光合作用的产氧量再上一个台阶，氧气的增多再次消耗大气中的甲烷···
来自陆地岩石风化后的氮磷硫等元素会让水体中的微生物大量繁殖 图/waterchain.eu
另外，海洋中的微生物大量爆发后必定会大量死亡，死亡的微生物沉淀在海底被掩埋在泥沙中，这些微生物本身就是通过光合作用消耗了二氧化碳而形成的有机物，这些有机物的掩埋则让地球大气中的二氧化碳也少了一大截。
虽然在板块运动过程中也会引发剧烈的火山活动，但是在大约24亿年前生物活动和风化的作用大大超过了火山活动产生二氧化碳的速率[4]。就这样，在生物自身努力和历史进程的双重加持下，地球上的甲烷和二氧化碳这两种重要的温室气体双双下降，结果就是地球迅速降温。降温的地球首先在两极出现了冰川，冰川的出现让地球的降温过程进入一种恶性循环中。
恶性循环与地球拯救者
地表的物体在阳光下即会吸收阳光能量也会反射一部分阳光能量，我们把它们反射的和吸收的阳光能量的比值称为反照率，全吸收的反照率为0，全反射的反照率为1。
在地球表面，陆地的反照率为0.2左右，海水的反照率为0.1左右，而海冰的反照率则高达0.5-0.7，也就是说，在这些地表物质中，冰吸收的阳光能量是最少的。
在24亿年前的地球上，当冰川从两极开始出现并逐渐蔓延的时候，恶性循环开始了：海冰增加——吸收阳光能量减少——气温降低——海冰增加···就这样，地球很可能在几百万年的时间内平均温度降低到-10℃，极端的时候可能到达-50℃的地步 ，这时基本上整个地球都被冰雪覆盖，科学家们将之形象的称之为：雪球地球。
地球降温其实是一个恶性循环 图/assignmentpoint
雪球地球从大约24亿年前开始出现，一直断断续续持续到21亿年前才彻底结束。我愿意把这次雪球地球事件看作是第一次鲜为人知的生物大灭绝事件。比起往后的几次生物大灭绝，这一次事件可能直接让地球上绝大部分的生物就此灭亡（虽然它们只是微生物），并且让演化历程停滞了数亿年之久（可能还不止）
不过好在地球上还有火山活动，在厚厚的冰层下，炽热的岩浆温暖了小片的海域，这让少部分微生物得以在此幸存下来。此外，火山在长时间的爆发中喷出的二氧化碳和甲烷的含量逐渐在大气中积累，让大气中的温室气体含量重回正轨，从而让地球解封。在大冰期的3亿年间，地球经历了4次封冻-解封的循环，一直到大约21亿年前，地球才终于恢复正常。
参考文献：
[1]D.E. Canfield.THE EARLYHISTORY OF ATMOSPHERIC OXYGEN: Homage to Robert M. Garrels[J].Annual Review ofEarth and Planetary Sciences,2005,33:1-36.
[2]张福凯,徐龙君.甲烷对全球气候变暖的影响及减排措施[J].矿业安全与环保,2004(05):6-9+38-75.
[3]Minik T.Rosing,Dennis K. Bird,Norman H. Sleep,Christian J. Bjerrum. No climate paradoxunder the faint early Sun[J]. Nature Publishing Group UK,2010,464(7289).
[4]殷鸿福,喻建新,罗根明,宋海军,徐珍.地史时期生物对冰室气候形成的作用[J].地球科学,2018,43(11):3809-3822.