寒武紀(jì)是古生代的開端，這是一個以空前的生物演化和海洋生物多樣性為標(biāo)志的時期。大約在一千萬年至三千萬年這段時間里，海洋生物迅猛發(fā)展，并出現(xiàn)了地球上所有生物形態(tài)的雛形，所以科學(xué)家們把這一時期稱為寒武紀(jì)爆發(fā)或生物大爆炸時期。這一期間，地球上誕生了甲殼類、貝類、海膽、海綿、珊瑚、蠕蟲，以及其他生物的祖先。生物第一次開始利用海水中的礦物質(zhì)，如二氧化硅、碳酸鈣和磷酸鈣等來制造貝殼或骨骼，海洋中的一些生物進(jìn)化出了硬體部分，如貝殼、棘狀物和由鱗構(gòu)成的鱗甲等。
    三葉蟲的身體呈橢圓形或三片樹葉狀。在其誕生之后的一億年里，三葉蟲憑借著絕對的數(shù)量優(yōu)勢統(tǒng)治著海洋。三葉蟲遍布海底，大多數(shù)體形都很小，長度不到20厘米；也有一些體形較大的，體長可達(dá)0．5米。大多數(shù)的三葉蟲在海底爬行覓食，有一些還會游泳，所有的三葉蟲都能捕食比自己小的生物。
    大約四億年前，地球的外表發(fā)生了質(zhì)的改變：植物、昆蟲和一些動物在這時出現(xiàn)并繁衍開來，苔蘚和蕨類植物使原本荒蕪的大地披上了一層綠衣，森林也開始出現(xiàn)。大片的沼澤取代了早期的海洋環(huán)境，干燥的風(fēng)在廣袤的沙漠地區(qū)吹拂。海洋和海岸帶之間的領(lǐng)土競爭變得愈加激烈，動物被迫遷往陸地以尋求安定的生活環(huán)境和新的食物來源。最早離開海洋的生物是早期的兩棲動物——它們是現(xiàn)代青蛙、蟾蜍和蠑螈的祖先。這些兩棲動物的化石遺跡表明，它們通常生活在小溪和沼澤里，以捕食昆蟲、魚類和自己的同類為生，只是偶爾跑到陸地上休息或覓食。由于兩棲動物必須回到海洋中產(chǎn)卵，所以不能總是停留在陸地上，它們向陸生動物的進(jìn)化并不徹底。對于海洋生物來說，它們第一次從海洋到陸地的過程就像一場噩夢，這其中出現(xiàn)了太多可怕的東西——太陽的酷熱、身體受到無法避免的重力影響、怪模怪樣的食物和不可預(yù)知的天敵或災(zāi)難……但畢竟生命傳承下來了，同時也進(jìn)化出了適于陸地生活的骨骼和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
    大約2．45億年一2．5億年前，地球進(jìn)入了中生代時期，海洋和陸地在相互的“競爭”中形成“泛大陸”的龐大陸地。這一新生的超級大陸覆蓋了大約地球表面40％的面積，從南極一直延伸到北極。一個廣袤的世界性大洋圍繞著泛大陸，被稱為“泛大洋”。泛大洋的深度跟現(xiàn)在的太平洋差不多，寬度卻是太平洋的2倍。在泛大洋中，風(fēng)和其他的表面作用力創(chuàng)造了兩個巨大的水流運動循環(huán)模式——環(huán)流。兩大環(huán)流一個位于北半球，一個位于南半球。泛大陸東西海岸的水溫差異很大。海平面相對較低，大陸邊緣的淺水區(qū)域變少了，氣候炎熱干燥。氣候隨季節(jié)和緯度的改變而改變，但這時，極地地區(qū)并沒有形成廣闊的冰川和冰蓋。
    大約1．7億年一2億年前，泛大陸在地球內(nèi)部作用力的影響下，生成了兩塊較大的陸地——北面的勞拉西亞古陸和南面的岡瓦納大陸。在兩塊大陸之間，形成了一條沿著赤道生成的狹窄水道——蒂錫斯海。在蒂錫斯海水道的水流中，產(chǎn)生了一個在整個泛大洋中輸送熱量的巨大的、全球性的洋流。后來，兩塊大陸分離，形成了古大西洋和古印度洋。而日漸上升的海平面再一次淹沒了陸地，形成了大片的淺海區(qū)域。這一切使地球的氣候逐漸溫暖起來。
    中生代過去后，從6500萬年前至今的這一段時期被稱為新生代，與古生代和中生代相比，新生代有它更為顯著的特點：這時適于生命發(fā)展的條件已經(jīng)具備，關(guān)鍵是看誰能夠忍受、對抗和適應(yīng)正在變化的環(huán)境。適者生存，較弱小的物種需要不斷地與捕食者和多變的環(huán)境進(jìn)行斗爭，只有強(qiáng)健的個體才能生存下來。在海底和陸地上形成的高聳的山脈，永久性地改變了地球的氣候。海水的溫度和環(huán)流都發(fā)生了很大的變化，這影響著地球和地球上生命的分布。這時，地球上的統(tǒng)治者是哺乳動物，它們中的一支最終進(jìn)化成人類的祖先——古猿。
    新生代之前的海洋發(fā)生了很大變化。早期的南大西洋位于非洲和南美大陸之間，狹窄的北大西洋正在歐洲和北美大陸之間形成；而曾和南極洲相連的澳洲大陸已經(jīng)分離出來，并慢慢向北移動；同時，印度板塊已與非洲大陸分離，且向北緩緩遷移，很快與亞洲大陸相撞。新生代早期，大陸位置的不斷變化和海盆的擴(kuò)張對古代的海洋環(huán)境影響頗深，后來對整個地球都產(chǎn)生了影響。那時，古地中海水道和它的赤道環(huán)流停止了。澳洲大陸與南極洲分離后，南極洲向今天更接近南極的方向移動，而澳洲也與南美大陸一起向北移動。此時，一股新的環(huán)流正沿著南部大陸形成。地球在中生代時期逐漸成為一個遍布海洋的藍(lán)色星球。
    地球由許多板塊構(gòu)成，而且它們處于不斷運動變化之中。這一理論的形成其實非常偶然。1910年的一天，德國科學(xué)家魏格納躺在病床上，目光正好落在墻上的一幅世界地圖上。“奇怪！大西洋兩岸大陸輪廓的凹凸，為何競?cè)绱讼辔呛?”于是他設(shè)想到：非洲大陸和南美洲大陸以前會不會是連在一起的，也就是說它們之間原來并不存在大西洋，而大陸會不會是不斷漂移著的呢?后來，魏格納通過調(diào)查研究，從古生物化石、地層構(gòu)造等方面找到了一些大西洋兩岸陸地相吻合的證據(jù)，從而提出了大陸漂移學(xué)說。
    地球既然是由許多板塊構(gòu)成的，那么這些板塊的大小是否亙古不變，它們的年齡又應(yīng)該怎樣計算呢?赫斯教授認(rèn)為：世界大洋洋殼的實際年齡要比人們想象的年輕許多，即海洋與海底洋殼在生成年代上是完全不同的。人們通過研究發(fā)現(xiàn)：在大西洋中脊的脊頂處有巨大的裂谷。由于洋殼下地幔的高溫高壓，使得熔融狀的地幔物質(zhì)產(chǎn)生對流，它們對巖石圈的洋殼產(chǎn)生了巨大的沖擊力，從相對薄弱的洋殼裂谷帶噴涌而出。噴射出來的熔巖一接觸冰冷的海水，就很快冷卻凝結(jié)，成為新的洋殼物質(zhì)。當(dāng)然，億萬年來，噴涌凝結(jié)的過程一直沒有間斷過，在隨之而來的巖漿力量的驅(qū)動下，洋殼不斷被撕裂開來，又涌出新的巖漿，再冷卻凝結(jié)，形成洋殼，擠向裂谷的兩側(cè)。在大洋底部漸漸隆起了一座數(shù)千米高的海嶺，橫貫于大洋的中部。而被巖漿分開的海底洋殼，則對稱而又緩慢地向兩側(cè)推移，其平均擴(kuò)張速度為每年3厘米。當(dāng)然，離大洋裂谷越遠(yuǎn)的洋殼，其年代越久遠(yuǎn)，當(dāng)它們擴(kuò)張到大洋邊緣處時，由于受到大陸板塊的阻擋和擠壓而沉人海溝，進(jìn)入地幔。洋殼這種不斷生成、擴(kuò)張、消失和更新的過程，就是海底擴(kuò)張的全過程。赫斯的海底擴(kuò)張理論，很快被地磁學(xué)和后來進(jìn)行的全球鉆探計劃所得到的信息資料證實。新的資料證實：在最古老的太平洋里，那些遠(yuǎn)離大洋中脊裂谷的洋殼是最古老的，但其年代也不會超過1．8億年。