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Estaba formada por los gases procedentes de las emanaciones volcánicas. La composición de aquella atmósfera era similar a la que poseen Venus o Marte. Aunque se carecen de rocas sedimentarias inalteradas de aquella época, parece que hay consenso en asumir que el efecto invernadero creó un clima más cálido del que disponemos en la actualidad.
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El desprendimiento de grandes cantidades de vapor de agua modificó la composición de la atmósfera de la Tierra. El enfriamiento paulatino posibilitó la formación de nubes, dando lugar a abundantes precipitaciones que originaron los primeros océanos.
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El surgimiento de las primeras formas de vida: las primeras bacterias eran productoras de metano, pero un salto significativo se produjo con la aparición de las cianobacterias, Estos organismos eran capaces de realizar la fotosíntesis, por lo que comenzaron a absorber el dióxido de carbono atmosférico y a desprender oxígeno. El efecto invernadero se suavizó, y la Tierra fue enfriándose gradualmente.
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La Tierra conoció su primera era glacial, que cubrió de hielo gran parte de la superficie terrestre durante unos 300 millones de años.Este suceso, conocido habitualmente como Tierra Blanca, fueron causados por una actividad volcánica inusualmente intensa o por el impacto de un gran meteorito.
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Se produjo una segunda era glacial que puso al límite de la extinción a las formas de vida del planeta. Tras la segunda era glacial siguió una nueva etapa cálida, bastante más corta que la anterior, que dio paso a un tercer episodio de Tierra Blanca. Fue debida a la formación del antiguo supercontinente Rodinia en la zona ecuatorial. La actividad volcánica contribuyó a la desaparición de la superficie helada y a contrarrestar el enfriamiento provocado por la pérdida de energía por reflexión.
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Los continentes empezaron a juntarse cerca del Ecuador y se calcula que la concentración de dióxido de carbono era de unas diez veces la actual. La temperatura fue al alza hasta el final del Ordovícico.
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Etapas de calentamiento y enfriamiento, en una de la cuales se sitúa la segunda extinción masiva que afectó principalmente a la vida marina.
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La temperatura comenzó a descender hasta el punto que provoco la primera extinción masiva. encuentran su origen en el deriva del supercontinente Gondwana que l desplazarse hacia el polo sur, se cubrió de hielo, disminuyendo el nivel del mar y, posteriormente, durante su deshielo, provocando el efecto contrario, lo que supuso una importante alteración de las corrientes oceánicas y del clima.
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La humedad imperaba en el ambiente y una cuarta Tierra Blanca, la última, tuvo lugar al final de este periodo, hace unos 300 millones de años.
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el clima se hizo más cálido, los glaciares retrocedieron y en la parte central de los continentes se mantuvieron condiciones climáticas secas y áridas, que se alternaron con temperaturas cálidas y frías. Al finalizar el Pérmico un calentamiento global muy rápido y severo provocó, según parece, la tercera extinción masiva, conocida también como la Gran Mortandad.
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Pangea, se fragmentaría e iría adquiriendo hacia el final de esta era una distribución de océanos y continentes similar a la actual. Dicha circunstancia provoco que las corrientes marinas (superficiales y profundas) pasaron a ser las grandes moduladoras del clima terrestre.
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Se dio el clima más árido y seco que la Tierra ha conocido, pues la unificación de Pangea y su posición en latitudes altas favorecieron temperaturas cálidas, sin periodos de hielo.
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El clima empezó a cambiar, haciéndose menos árido y con la presencia de hielo escarchado en los polos (sexta era glacial).
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Persistieron las temperaturas cálidas, varios grados por encima de las actuales, y no hay evidencia de hielo en los polos en esa etapa. Al finalizar el Cretácico se produce la extinción masiva que afectó especialmente a los grandes reptiles.
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El clima experimentó cambios que tendieron al enfriamiento del planeta y a la aparición de hielo en los polos, por lo que dio comienzo la séptima era glacial, en la que todavía estamos inmersos, pues los casquetes polares, aunque amenazados, se conservan en la actualidad. Se divido en seis etapas: paleoceno, eoceno, oligoceno, mioceno, plioceno, pleistoceno y holoceno.
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Se mantuvo un clima algo más cálido que el actual. Tras una vuelta al frío, el clima volvió a templarse, lo que coincide con los primeros asentamientos y permitió el auge de las civilizaciones mesopotámicas. Hacia el 400 d.C. los inviernos se volvieron más duros y se empezó a evidenciar una actividad volcánica intensa.
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El clima se ha mantenido cálido, se ha apreciado un creciente aumento de la temperatura que guarda relación con el aumento de la concentración de dióxido de carbono atmosférico. Por primera vez en la historia, la causa de un cambio tan rápido es consecuencia de la actividad de una especie, el ser humano. Algunos autores comienzan a hablar ya del Antropoceno para referirse a la época en que los seres humanos hemos comenzado a influir en el clima.