Первая геологическая эпоха на Земле — катархей — началась приблизительно 3,8 млрд лет назад. При понижении температуры поверхности Земли ниже 100 градусов Цельсия начало происходить выпадения воды из очень плотной тогда атмосферы планеты — началось образование первичных океанов. Первая осадочная порода, найденная на Земле, которая образуется в океане — бурый железняк — датируется возрастом в 3,8 млрд лет. Атмосфера Земли в это время состояла из углекислого газа, азота, аммиака, метана и паров воды. Кислорода не было. Но, тем не менее, на Земле появились водоемы — необходимое условие для возникновения жизни.
Архей, или криптозой датируется приблизительно как 3,7 млрд лет назад, и называется еще эрой скрытой жизни. В это время в осадочных породах впервые появляются строматолиты — образования, сформированные микроскопическими структурами, напоминающими по своему внутреннему строению бактерии и синезеленые водоросли. Архей — это начало жизни, которая в дальнейшем станет главным фактором преобразования и эволюции Земли.
В конце архея появляются эукариоты — ядерные организмы, сначала одноклеточные, потом бесскелетные многоклеточные.
С появлением у многоклеточных скелетов начинается фанерозой — эпоха явной жизни. В течение всего фанерозоя климат планеты многократно менялся — происходили потепления и оледенения, поднятия и опускания суши, дрейф материков и космические катастрофы — столкновения с метеоритами и астероидами. Практически все границы между крупными геологическими слоями — это следы глобальных катастроф, приводящих к катастрофическим изменениям в биосфере и среде обитания организмов. Например, меловая катастрофа, которая произошла 65 млн лет назад — кратер диаметром более 100 км на полуострове Юкатан — столкновение с иридиевым метеоритом — выброс в атмосферу огромного количества пылевых частиц, понижение температуры, вымирание почти всей домеловой растительности и гибель динозавров. Зато после катастрофы — расцвет цветковых растений и торжество млекопитающих.
Циклические колебания климата происходят на Земле постоянно, и они связаны с разными факторами — это и галактический год — 200 млн лет, и прецессия земной орбиты — ледниковая эпоха — началась 5 млн лет назад, и прецессия вращения Земли вокруг своей оси, которая вызывает ледниковый период. Ледниковый период наступает каждые 50 тыс лет, при этом ледники доходят до 40 градусов широты. До сих пор вечная мерзлота занимает больше половины территории России.
