Với mô hình hiện đại của Hệ Mặt Trời (đọc bài "Sự ra đời của Hệ Mặt Trời") cùng việc các mẫu đá cổ nhất trên Trái Đất được tìm thấy có tuổi thọ hơn 4 tỷ năm (4.03 tỷ tại Canada và 4,4 tỷ tại Tây-Trung Australia), các nhà khoa học ngày nay đã có thể kết luận Trái Đất hình thành vào khoảng 4,7 tỷ năm trước, là kết quả của sự tạo thành do hấp dẫn của hàng triệu khối đá lớn nhỏ và bụi, khí trên một dải vật chất có quĩ đạo quanh Mặt Trời.
Ban đầu, Trái Đất chỉ là một hành tinh chết nóng rực, các kim loại nặng chìm dần vào trong và nóng chảy, đẩy các vật chất nhẹ lên trên và nguội dần. Trái Đất lúc này có hình dạng là một quả cầu khổng lồ màu đen với những vêt nứt sáng do phần vật chất nóng chảy bên trong. Chính các vết nức này sẽ còn tiếp tục tồn tại hàng tỷ năm nữa, thường xuyên trở thành nhân tố quyết định cho sự tồn vong của sự sống trên hành tinh.
4,3 tỷ năm trước, một hành tinh với kích thước của Sao Hỏa tên là Theia (cùng hình thành trong giai đoạn đầu của Hệ Mặt Trời) tiến về phía Trái Đất. Cú va chạm là một thảm họa thật sự, nhưng lại cũng là điều kiện tiên quyết cho sự sống của chúng ta sau này. Trước tiên, nó làm mật độ vật chất trên Trái Đất trở nên đều hơn, giống như khi bạn xóc tung một lọ đựng nhiều loại kẹo cùng lúc. Tiếp theo, ... nó tạo thành Mặt Trăng. Vật chất từ bề mặt của cả 2 hành tinh bắn tung lên không gian, tạo thành một dải vật chất chuyển động trên quĩ đạo quanh Trái Đất, giống như vành đai của Sao Thổ và các hành tinh lớn ngày nay. Lực hấp dẫn lần nữa lại đóng vai trò của đấng sáng tạo, nó tập hợp các mảnh vụn lại, tạo thành Mặt Trăng.
Khoảng 4,1 tới 3,8 tỷ năm trước, Trái Đất bị lấp đầy bởi đại dương do sự lạnh đi của Trái Đất cho phép sự tồn tại của nước lỏng. Các tiểu hành tinh nhỏ và các thiên thạch liên tiếp bắn phá Trái Đất, chúng là các tàn dư trong thời kì đầu của Hệ Mặt Trời. Chính các thiên thạch này mang theo các tinh thể ngậm nước và cả các hợp chất hữu cơ đơn giản nhất vào lòng đại dương, nơi sự sống sẽ phát sinh sau này.
3,8 tỷ năm trước, Trái Đất bước vào thời kì Archaean (đại thái cổ). Đây là giai đoạn giữa của thời kì tiền cambri. Từ các hợp chất hữu cơ đầu tiên mang đến ừ các thiên thạch tấn công Trái Đất, Axit amin hình thành trong đại dương, các tế bào đơn giản nhất đầu tiên được hình thành. Khác với chúng ta ngày nay, chúng được cấu tạo trên cơ sở của các phân tử RNA (Ribonucleic acid, khác với DNA là Deoxyribonucleic acid cấu tạo nên động thực vật hiện nay). Ngày nay chúng ta đã tìm thấy hóa thạch của những dạng sống đâu tiên có tuổi lớn nhất là 3,5 tỷ năm. Các tế bào đầu tiên từ ban đầu là dạng sống đơn bào, kết hợp dần thành các lớp dày hơn là các khối stromatolite, chúng là dạng sống đầu tiên xuất hiện quá trình quang hợp cung cấp oxy cho hành tinh chúng ta. Hợp chất glucose đơn giản đầu tiên (đường) cũng đã hình thành.
3 tỷ năm trước, đại dương đã được bơm đầy oxy, sắt trong đại dương bị oxy hóa và chìm sâu xuống thành các quặng sắt, những công trình kiến trúc ngày nay chúng ta có đã được làm từ thứ quặng 3 tỷ năm tuổi này.
2,5 tỷ năm trước, thời kì Proterozoic (đại nguyên sinh) bắt đầu. Đây là thời kì phát triển đầu tiên của các loài sinh vật sơ khai trên Trái Đất, giai đoạn cuối của thời tiền Cambri. Các thực vật đa bào đầu tiên xuất hiện vào thời gian khoảng 1,2 tỷ năm trước với cấu tạo phức tạp hơn từ các DNA thay vì RNA như trước.
Tuy nhiên sự phát triển của sự sống chưa được lâu thì nó bị buộc phải ngừng lại. hời gian gần như ngừng trôi khi Trái Đất bước vào giai đoạn đóng băng toàn cầu dài nhất và mãnh liệt nhất trong lịch sử. 850 triệu năm trước, mật độ oxy quá cao trong khí quyển ngăn cản việc hấp thụ ánh sáng Mặt Trời, Trái Đất không được tiếp nhiệt nên lạnh đi và đóng băng dần. Càng nhiều băng thì ánh sáng Mặt Trời càng phản xạ ngược lại do cả hành tinh lúc này như một tấm gương khổng lồ không hề hấp thụ chút ánh sáng nào.
630 triệu năm trước, nguồn dung nham nóng chảy trong lòng Trái Đất được đánh thức, trở thành vị cứu tinh cho sự sống trên hành tinh. Các núi lửa sau hàng trăm triệu năm ngủ yêu đã thức giấc và phun trào, chúng phá vỡ một số điểm đóng băng trên bề mặt Trái Đất, phun dung nham lên bề mặt, và quan trọng nhất trong đó là khí cacbonic. Như ta đã biết, cacbonic chính là tác nhân gây nên hiệu ứng nhà kính, và lúc này đó lại chính vị cứu tinh cho sự sống trên Trái Đất. Không khí hấp thụ được nhiệt độ của Mặt Trời cùng với sự phun trào dung nham làm băng tan dần tạo điều kiện cho những dạng sống sâu nhất dưới đại dương vẫn còn tồn tại nay lại có cơ hội tiến hóa. Quá trình tan băng này kéo dài khoảng vài triệu năm.
580 triệu năm trước, thực vật đa bào đã khá phổ biến và cũng là thời kì đầu tiên của các động vật thân mềm, ngày nay chúng ta đã tìm được những hóa thạch của các động vật thân mềm có tuổi tương đương với thời kì này.
540 triệu năm trước, oxy tiếp tục được bớm đầy khí quyển và ở tầng trên của khí quyển nới trực tiếp đón nhận ánh sáng Mặt Trời, một lớp khi mới được hình thành từ oxy, đó là ozone, nó ngăn cản các bức xạ tia cực tím xuyên vào khí quyển, và đây chính là điều kiện để sự sống xâm chiếm lên mặt đất (lúc này những mảng lục địa đầu tiên đã xuất hiện).
Khoảng 530 triệu năm trước, Trái Đất bước vào thời kì Paleozoic (đại cổ sinh), bắt đâu bằng kỉ đầu tiên là kỉ Cambri. Đây là khoảng thời gian bùng nổ của sự phát triển sinh vật, kéo dài khoảng 30 triệu năm, gọi là thời kì bùng nổ Cambri. Ở dưới biển, các loại động vật phức tạp hơn xuất hiện, điển hình nhất là bọ ba thùy và các họ hàng của nó. Ngoài ra đây là lần đầu tiên có sự xuất hiện của động vật săn mồi, những loài trực tiếp tấn công loài khác lam thức ăn thay vì ăn thực vật nhỏ hay các xác chết trôi nổi. Chẳng hạn như trong hình dưới là một con Anomalocaris đang chuẩn bị hạ sát con mồi của mình là 1 con bọ ba thùy.
Kỉ Devon, 410 triệu năm trước, một loài cá tên là Tetrapods tiếp xúc với đất liền và dùng vây của nó để bò dần lên. Sau hàng triệu năm tiến hóa, chúng đã lên hẳn mặt đất, tiến hóa thành các động vật đầu tiên trên cạn, tiếp theo chúng là loài Ichthyostega. Ngoài ra, đây cũng là thời kì phát triển của các loài côn trùng khá giống ngày nay như những con chuồn chuồn hay các loài chân đốt, nhưng với những kích thước rất lớn so với ngày nay. Không chỉ thế, các loài thực vật cũng phát triển với kích thước khổng lồ, cao tới hàng chục mét do nồng độ cao của oxy trong không khí.
Từ 360 triệu đến 286 triệu năm trước kỉ Carbon (còn gọi là kỉ than). Đây là thời kì 1 loạt cây cối chết đi và nằm lại trong lòng đất, kết thành các mỏ than đá ngày nay. Quan trọng nhất cần nhắc tới, đây là thời kì động vật bắt đầu đẻ trứng trên mặt đất. Ta nên biết rằng trước giai đoạn carbon này, các loài động vật ngay cả để bắt đàu xâm chiếm thế giới trên cạn như một số loài bò sát, ếch nhái nhưng vẫn có thói quen đẻ trứng dưới nước do con non trong trứng cần có đủ độ ẩm mới có thể tồn tại tới khi trào đời. Nhưng đến thời kì này, bò sát đã tiến hóa để có thể đẻ ra những quả trứng có chứa nước cung cấp trực tiếp cho con non. 2 loài đầu tiên tổ tiên của thế hệ bò sát sau này là Hylonomus và Paleothyris (trong hình dưới là một con Hylonomus, nó khá giống các loài thằn lằn nhỏ ngày nay)
Từ 286 đến 248 triệu năm trước, Trái Đất bước vào thời kì cuối cùng của đại cổ sinh Paleozoic, đó là kỉ Permy (Permian). Đây là thời kì rất quan trọng trong sự phát triển của động vật. Một số loài bò sát tiến hóa thành các giai đọn đầu của động vật có vú, chẳng hạn như loài therapsids trong hình dưới đã tiến hóa từ loài Dimetrodon, nó đã có khuôn mặt và hàm răng rất giống các loài động vật có vú ngày nay, nó cũng là một trong những kẻ săn mồi đáng sợ của thời Permy. Tuy nhiên, thật đáng tiếc, động vật có vú đã không phát triển dễ dàng như vậy, loài therapsids cùng rất nhiều loài động vật (chủ yếu là bò sát) thời đó đã là nạn nhân của thảm họa tuyệt chủng khủng khiếp nhất trong lịch sử Trái Đất: đại tuyệt chủng Permy.
Cuộc đại tuyệt chủng này đánh dấu kết thúc kỉ Permy, chuyển sang thời kì tiếp theo gọi là Mesozoic (đại trung sinh).
248 triệu năm trước là khởi điểm của đại Mesozoic, khi cuộc đại tuyệt chủng đã kết thúc. Tại đại dương cũng như trên cạn, sự biến đổi đã ngừng lại, nhưng điều kiện tự nhiên đã không còn như trước, và một số loài tỏ ra thích nghi tốt hơn các loài khác, chúng phát triển trở thành những kẻ thống trị hành tinh. Kỉ đầu tiên của Mesozoic là kỉ Trias (một số tài liệu Việt Nam thường dịch là kỷ Tam Điệp), nơi đánh dấu sự bắt đầu của cái mà người ta gọi là triều đại của khủng long. Đây là thời kì phát triển hưng thịnh nhất trong lịch sử của loài bò sát. Tổ tiên của động vật có vú như những con Cynodonts (hình bên) vẫn tiếp tục tồn tại và duy trì cho sự bùng nổ của động vật có vú và kết quả cuối cùng là chúng ta sau này.
Tuy nhiên vào thời kì Trias này, các động vật có vú và cả các loài cá đều tỏ ra hết sức lép vế so với sự thống trị của khủng long. Chúng có mặt ở khắp nơi với kích thước từ nhỏ tới lớn, và ở đủ dạng sống. Trong khi ở đáy đại dương, những kẻ thống chị là Ichthyosaurus hay là Nothosaurus trong một thời gian dài, thì trên mặt đất khủng long còn thịnh vượng hơn. Chúng chia ra làm 3 nhóm chính là theropods (các loài săn mồi như T-rex, Coelophysis hay Allosaurus), nhóm sauropod gồm những con thằn lằn cổ dài như Apatosaurus, Mamenchisaurus và cuối cùng là nhóm ornithischian gồm các loài như Triceratops (khủng long 3 sừng), Stegosaurus (khủng long áo giáp) hay cả những con Iguanodon như bạn từng thấy trong bộ phim nổi tiếng Dinosaur của Walt Disney. Hình dưới là một con T-rex (Tyranosaurus Rex), loài khủng long săn mồi nổi tiếng nhất của kỉ Trias (đây là một hình ảnh 3D mà nếu muốn bạn có thể sử dụng một kính 3D red/blue để quan sát.)
Trong khi đó trên mặt đất các loài bò sát vẫn tiếp tục phát triển. Đến giữa kỉ Jura chúng đã thống trị cả trên không, mặt đất và đại dương với số lượng các loài tăng lên rất nhiều so với thời kì Trias. Dưới đại dương, những con plesiosaurs (hình dưới) xuất hiện và cai trị đáy biển
Trong khi đó thống trị bầu trời là pterosaurs, những con thằn lằn có cánh. Tuy nhiên chúng lại không phải tổ tiên của loài chim sau này. Loài chim ngày nay đã bắt đầu cũng chính từ kỉ Jura, một loài khủng long ăn thịt trên mặt đất đã tiến hóa, mọc thêm lông vũ trở thành một loài chuyển tiếp giữa bò sát và chim. Những con Archaeopteryx như hình bên chính tiên của loài chim ngày nay.
Động vật có vú thời kì này chỉ là những con thú nhỏ như những con chuột ngày nay, chúng phải sống trong sự lẩn trốn để thoát khỏi sự săn đuổi của loài khủng long.
145 triệu năm trước, Trái Đất bước sang kỉ Creta (một số tài liệu tiếng Việt thường gọi là kỉ Phấn Trắng), đây là giai đoạn cuối trong triều đại của khủng long. và cũng là kỉ cuối cùng của đại Mesozoic.
Điểm đáng nói nhất của thời kì này chính là sự xuất hiện của các loài cây có hoa, được côn trùng thụ phấn, thay thế cho thế hệ cây cũ gồm chủ yếu là dương xỉ và các cây lá kim. Các loài khủng long đã không còn phát triển thịnh vượng như trước do sự thay đổi của thảm thực vật như vậy. Tuy nhiên chúng vẫn là những kẻ cai trị bất bại cho đến tận thời điểm 65 triệu năm trước.
145 triệu năm trước, Trái Đất bước sang kỉ Creta (một số tài liệu tiếng Việt thường gọi là kỉ Phấn Trắng), đây là giai đoạn cuối trong triều đại của khủng long. và cũng là kỉ cuối cùng của đại Mesozoic.
Điểm đáng nói nhất của thời kì này chính là sự xuất hiện của các loài cây có hoa, được côn trùng thụ phấn, thay thế cho thế hệ cây cũ gồm chủ yếu là dương xỉ và các cây lá kim. Các loài khủng long đã không còn phát triển thịnh vượng như trước do sự thay đổi của thảm thực vật như vậy. Tuy nhiên chúng vẫn là những kẻ cai trị bất bại cho đến tận thời điểm 65 triệu năm trước.
Đại đa số các ý kiến hiện nay nghiêng về giả thuyết một tiểu hành tinh hủy diệt, do nó có được bằng chứng về Iridium (một thứ chỉ có thể đến từ ngoài Trái Đất) với tuổi thọ khoảng 65 triệu năm tìm thấy ở Trung Mỹ, khu vực vịnh Mexico. Giả thuyết này cho biết một tiểu hành tinh với đường kính hơn 10km trong Hệ Mặt Trời đã lao về phía Trái Đất. Cú va đập khủng khiếp đã tạo ra vịnh Mexico ngày nay và một đợt sóng thần cũng như động đất lớn nhất trong toàn bộ đại Mesozoic.
Tuy nhiên, so về mức độ thì vụ va chạm này chưa thể sánh được với đại tuyệt chủng Permy. Chính vì vậy vẫn có những loài bò sát nhỏ, các loài chim tồn tại được do nhu cầu ít hơn về lượng thức ăn, cũng như dễ dàng lẩn trốn những tác động của thảm họa. Và quan trọng nhất là các tổ tiên động vật có vú của chúng ta, chúng đã tồn tại qua thảm họa để bước vào thời kì tiếp theo của lịch sử Trái Đất.
Đại Cenozoic (tân sinh)
Một thế giới vắng bóng khủng long trở nên trống trải trong một thời gian dài khi loài chim chưa phát triển mạnh mẽ còn động vật có vú thì đã quen việc ẩn nấp dưới hang sâu để tránh khủng long. Cho tới thời điểm, gần 60 triệu năm trước, động vật có vú mới ngoi lên mặt đất và phát triển thành nhiều dạng từ kẻ săn mồi tới con mồi, và kẻ thù không nhỏ của chúng thời đó là những con chim ăn thịt khổng lồ.
Khoảng 55 triệu năm trước vào cuối thời kì Palaeocene (một bộ phận của Cenozoic), động vật linh trưởng bắt đầu xuất hiện ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới với những đặc điểm linh hoạt hơn hẳn các loài khác cho phép chúng thích nghi với môi trường sống: bàn chân trước (sau này là tay) có 5 ngón với ngón cái đối diện với 4 ngón còn lại cho phép cầm nắm, chuyền cành; cổ linh hoạt cho phép quan sát từ nhiều hướng... Đó chính là tổ tiên đầu tiên của chúng ta ngày nay.
Vào thời Eocene ngay sau Palaeocene từ 55 đến 33,7 triệu năm trước, khí hậu đã ấm hơn, rừng nhiệt đới mở rộng từ xích đạo trong khi băng tập trung ở 2 cực, nhất là Nam Cực, có sự xuất hiện của nhiều loại cây và cả động vật giống với ngàynay trong đó đáng kể nhất là các loài móng guốc và một số loài linh trưởng gần với chúng ta hơn.
Đáng chú ý thời kì này là hai nhóm động vật móng guốc là Artiodactyla (tổ tiên của các loài hươu hiện nay) và Perissodactyla (tổ tiên của loài ngựa và tê giác), chúng là các động vật phổ biến thời kì này. Loài ngựa khi đó khá nhỏ, chỉ như những con chó nhỏ ngày nay. Sau này chúng tuyệt chủng dần chỉ còn một ít sống sót phát triển thành ngựa, ngựa vằn và tê giác ngày nay.
Một nhánh động vật cũng rất đáng chú ý và quan trọng trong lịch sử phát triển sự sống là những con Mesonychids có hình dạng gần giống chó soi và linh cẩu, chúng là các động vật săn mồi của thời kì hơn 30 triệu năm trước. Do tự thích nghi thuận lợi với môi trường nước, chúng rời bỏ mặt đất, thích nghi dần với môi trường sống mới và sau này tiến hóa thành loài cá voi ngày nay.
Homo erectus được cho là tổ tiên đầu tiên ở dạng người của loài người chúng ta ngày nay, với bộ não có kích thước khoảng 74% bộ não của con người hiện đại. Đó là khoảng 1,8 triệu năm trước.
Cho tới tận 100.000 năm trước, loài người có trí tuệ đầu tiên mới thật sự xuất hiện, đó là những người Homo sapien. Họ là nhánh phát triển nhất về trí tuệ trong số các nhánh phát triển của thế hệ các loài vượn người Homo. Với sự sa mạc hóa của châu Phi, họ vượt qua ranh giới giữa châu Phi và châu Âu, phân tán trên cả châu Âu và châu Á (ban đầu là vùng Trung Đông) ngày nay và sống cùng các loài động vật kì lạ trong thời gian của kỉ băng hà như những con Mammoth (voi ma mút) hay nhưng loài động vật có vú có hình dáng ít nhiều khác biệt với động vật ngày nay.
Khi kỉ bằng hà bước vào giai đoạn kết thúc khoảng 12.000 năm trước, con người mới thật sự bước vào thời đại của mình với những tổ chức xã hội từ nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến phức tạp. Nếu như khủng long từng là loài thống trị Trái Đất lâu nhất trong lịch sử của hành tinh này thì ngược lại, con người chúng ta mới chiếm lĩnh nó trong một khoảng thời gian quá ngắn nhưng lại là loài có tốc độ phát triển ghê gớm nhất về cả dân số, sự phát triển của xã hội và khoa học kĩ thuật. Và những gì chúng ta có hôm nay, kể cả những dòng bạn vừa đọc, chính là kết quả của tất cả quá trình này!
