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自从地球诞生以来经历了许多重大事件：早期生命的出现、大气氧化事件（Atmospheric oxygenation）、雪球地球及多次生物绝灭与复苏事件。稳定同位素记录在古环境和生命演化研究中具有重要意义，在记录环境变化和生命演化的重大事件中发挥着重大作用：碳同位素的分馏记录了最早生命的开始，硫同位素的非质量相关分馏（Independent mass fractionation of sulphur isotopes）记录了大气中氧含量的重大变化，而在显生宙的几次重大生物灭绝事件中，均有碳同位素的负向漂移。