Paleoproterozoikum
Paleoproterozoikum bolo prvým obdobím proterozoika. Nastala po archaickom eóne a trvala pred 2500 až 1600 miliónmi rokov (mya).
V paleoproterozoiku dochádzalo k obrovskej produkcii stromatolitov sinicami. Vo fosílnych záznamoch sa objavili aj prvé jednobunkové eukaryotické organizmy.
Prvý superkontinent rástol a niektoré z hornín boli normálne sedimentárne horniny, nie metamorfované.
Paleoproterozoický stromatolit z Bolívie, Južná Amerika
Základné rozdiely vo fyzike Zeme
Keďže Zem bola len o polovicu staršia ako dnes, boli tu niektoré základné rozdiely oproti dnešku. Teplo v zemskom vnútri bolo väčšie ako dnes. Bolo to spôsobené najmä vyšším výskytom rádioaktívnych izotopov, ktoré sa postupom času rozpadajú.
Teploty na povrchu boli vyššie aj vďaka žiareniu z vnútra Zeme a skleníkovej atmosfére na báze metánu a oxidu uhličitého. V predchádzajúcom eóne, v archaickom období, boli oceány horúce (55 - 85 °C). To bolo len čiastočne vyvážené tým, že slnečné žiarenie bolo v tom čase nižšie.
Paleontologické dôkazy o histórii rotácie Zeme naznačujú, že pred približne 1,8 miliardami rokov mal rok približne 450 dní, čo znamená 20 hodín. V minulosti mal pozemský deň približne 17 hodín a v roku bolo 514 ± 33 dní. Vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom v najstaršom paleoproterozoiku bola 51,9±3,3 polomeru Zeme (v porovnaní so 60,27 v súčasnosti).
Superkontinent
Globálny superkontinent (nazývaný Kolumbia alebo Nena) existoval približne pred 1,8 až 1,5 miliardami rokov v období paleoproterozoika.
Podnebie
Počas tohto obdobia boli klimatické zmeny tak závažné ako nikdy v histórii Zeme. Od globálne vysokej teploty na začiatku nastali tri obrovské doby ľadové s ľadom hlboko v trópoch.
Pokles metánu
Existujú jasné náznaky, že v tomto období došlo k poklesu metánu v atmosfére:
"Kolaps metánu z pôvodne vysokých hodnôt v archeickej atmosfére pravdepodobne zohráva veľkú úlohu nielen v histórii okysličovania, ale aj vo výskyte paleoproterozoických ľadových dôb. Údaje poukazujú na to, že pred 2,4 - 2,3 miliardami rokov došlo k "veľkej oxidačnej udalosti", počas ktorej sa prostredie na zemskom povrchu zásadne a nezvratne zmenilo".
Hromadenie kyslíka
Kyslík produkovali sinice, ale väčšinou ho spotrebovali chemické pohlcovače. Išlo o nezoxidovanú síru a železo. Približne do obdobia pred 2,3 miliardami rokov bol obsah kyslíka pravdepodobne len 1 až 2 % jeho súčasného množstva. p323
Pásové železné útvary, ktoré poskytujú väčšinu svetových železných rúd, vznikli kyslík vytvárajúci zlúčeniny so železom; väčšina akumulácie sa zastavila pred 1,9 miliardami rokov. Červené vrstvy, ktoré sú sfarbené hematitom, poukazujú na nárast atmosférického kyslíka po 2 miliardách rokov; v starších horninách sa nenachádzajú. p324
Doby ľadové
Boli tri veľké doby ľadové, pričom ľad zasahoval hlboko do trópov. Nepochybne k nim došlo v dôsledku zníženia skleníkových plynov v atmosfére a zvýšenia produkcie kyslíka.
Medzi skorým paleoproterozoickým zaľadnením v období 2400 - 2200 mil. rokov v Severnej Amerike, Južnej Afrike, Škandinávii a Austrálii a neoproterozoickým zaľadnením, ktoré zasiahlo všetky kontinenty v období 800 - 600 mil. rokov, je podľa vedcov "záhadný interval ~ 1400 miliónov rokov bez overeného zaľadnenia".
Zásahy meteoritov
V tomto období došlo k veľkým nárazom bolidov, z ktorých dva spôsobili najväčšie impaktné krátery na Zemi. V časovom pásme spred 3,0 až 1,2 miliardy rokov sa nachádzajú aj tri menšie (s priemerom rovným alebo väčším ako 30 km).
Množstvo kyslíka v zemskej atmosfére. Horná červená a dolná zelená čiara predstavujú rozsah odhadov. Jednotlivé štádiá sú približne nasledovné: 1. štádium archeánskeho eónu, 2. štádium raného paleoproterozoika, 3. štádium neskorého paleoproterozoika plus mezoproterozoika, 4. štádium neoproterozoika a 5. štádium fanerozoika
Pôvod eukaryotov
Vznik eukaryotickej bunky bol míľnikom vo vývoji života, pretože zahŕňa všetky zložité bunky a takmer všetky mnohobunkové organizmy. Načasovanie tejto série udalostí je ťažké určiť; Knoll predpokladá, že sa vyvinuli približne pred 1,6 - 2,1 miliardy rokov. Niektoré akritarchy sú známe spred najmenej 1650 miliónov rokov a možná riasa Grypania sa našla už pred 2100 miliónmi rokov.