大約25億年前，地球還在宇宙的襁褓之中，像植物和動物這樣的複雜生物還沒有出現，這個星球上遍佈著在溫和、營養豐富的環境中茁壯成長的微生物。溫室氣體甲烷滯留在大氣中，截留了太陽的熱量，創造了非常適合微生物生存的氣候，這些微生物在原始地球上安家落戶。但是十億年的細菌進化進程很快被一場災難性的全球事件所阻礙。儘管地質學家沒有發現大規模行星撞擊或火山爆發的跡象，但是他們已經發現了全球氣候快速變化的明顯地質痕跡。
最原始的生命形式——古菌
由於未知原因，地球的平均溫度驟降到零下50攝氏度，使地球進入了第一個冰河時代。這種環境變化引發了大規模的微生物滅絕，甚至有可能導致地球上大部分生命的滅絕。氣候學家有充分的理由相信，這一改變世界的事件是由地球上一些卑微的居民——細菌，無意中造成的。歷史上的這一時期被稱為古元古代，在此之前，地球的生態環境截然不同。海洋中某些水域富含鐵元素，這賦予了海水原諒的綠色；大氣中沒有氧氣，儘管氧原子很豐富，比如水分子中的氧原子，但遊離氧卻極其罕見。
綠色的氯化亞鐵溶液
海洋是大量厭氧微生物的宿主，但也有一些新進化的成員，如一種被稱為藍細菌的藻類。這些適應了海洋環境的藍細菌是第一種利用水和陽光進行光合作用的生物，它們產生氧氣作為新陳代謝的副產品。起初，藍細菌只是少數，但是科學家們相信，這些微生物在散佈在年輕大陸上的冰川融水的幫助下開始佔據主導地位。這些冰川花了幾個世紀在地球上收集礦物質，並最終將它們蘊含的豐富的營養物質沈積到海洋中。
藍藻在豐富礦物質的存在下繁盛起來，迅速增長的數量很快將越來越多的氧氣排放到環境中，對地球上的生態系統產生危害。起初，損害僅限於海洋生態系統。水下的氧氣開始與豐富的鐵發生化學反應，氧化的鐵沈澱在海底，海水中的鐵元素含量不斷降低，綠色逐漸褪去。這一系列的發展無異於生態災難—— 氧氣對大多數地球原住民有毒，許多微生物依賴鐵作為營養來源。
一旦海洋的鐵耗盡，氧氣開始從海洋滲入空氣。由於對資源的競爭很少，藍藻繼續擴散和汙染。它們產生的遊離氧與空氣發生反應，逐漸分解甲烷，使地球大氣層保持溫暖和適宜。至少花了10萬年的時間，地球大氣中的甲烷含量幾乎降至零，隨之消失的還有儲存太陽熱量的能力。因而全球氣溫降至冰點以下，一層厚厚的冰層開始包住這個氧飽和的星球。即使是藍細菌，也無法免受這一重大冰河時期的影響。曾經賦予他們進化優勢的特徵創造了一個完全不適宜生物生存的環境，甚至對他們自己來說也是如此。
隨著幾個世紀的推移，地球表面變得越來越冷，赤道處的冰最終達到1600米厚。海底的熱液噴口附近提供了一些小空間，部分細菌得以在此生存，而某些生活在地下的生物則免受大部分破壞；但是大部分生命沒有逃過這一劫。地球上幾乎所有的生物都死於這種由細菌引起的大規模氣候變化，這一事件被稱為氧氣災難或大氧化事件。正如地球古代岩石所記錄的，古元古代的故事是地球上所有生命瀕臨滅絕的故事之一。在那個時期，排列在海底的岩石被氧化了的鐵所覆蓋，以前時期的地層沒有這種帶狀鐵構造。岩石中的微生物化石也預示著劇烈的氣候變化。
帶狀鐵的形成，由氧化鐵層引起
氧氣災難的倖存者最終適應，並消耗氧氣產生二氧化碳。這種溫室氣體非常緩慢地進入大氣層，濃度不斷增加，地球重新擁有了儲存太陽能量的能力，並將溫度推回到幾百萬年前的適宜範圍。如果在第一次大冰封期間的溫度稍微低一點，或者地球的大氣層再高一點，地球將仍然是一片冰冷的荒地，因為二氧化碳在它能促進溫室效應之前就已經凝固了。
今天，地球上所有的生命都可以追溯到250000000年（兩億五千萬年）前，生物大規模死亡後倖存下來的少數微生物，現在藍細菌是地球上最常見的藻類之一。自第一次冰河時代以來的數十億年中，環境在許多場合下被溫室氣體所戲劇性地改變，這些氣體捕捉的太陽熱量；通過移動改變洋流路線的構造板塊，以及火山活動改變了大氣。
二氧化碳吸收長波
但是在地球漫長的歷史中，至少有一次，地球居住者似乎無意中把所有的生命都帶到了滅絕的邊緣。現在的太陽比過去更溫暖，所以這樣的“冰寒地球”不太可能再次出現……但是記錄在古代岩石中的故事警告我們，環境肯定不會不受生活在其中的人的影響，保護環境，人人有責！
