แม้ว่านักธรณีวิทยาจะแบ่งเวลาในอดีตของโลกออกเป็น 3 บรมยุค แต่ในบรมยุคอาร์คีโอโซอิกและโพรเทอโรโซอิกมีแต่สิ่งมีชีวิตชั้นต่ำขนาดเล็ก และไม่มีหลักฐานฟอสซิลปรากฏมากนัก เนื่องจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน (Plate Tectonics) ทำให้เกิดวัฏจักรการสร้างและทำลายแผ่นเปลือกโลก หินบนโลกส่วนใหญ่จึงมีอายุไม่เกิน 500 ล้านปี นักธรณีวิทยาจึงเรียกช่วงเวลาของสองบรมยุคนี้ว่า พรีแคมเบียน (Precambian period) ซึ่งหมายถึง ช่วงเวลาก่อนที่จะถึงยุคแคมเบียน (Cambian) และแบ่งช่วงเวลาของบรมยุคฟาเนอโรโซอิกออกเป็น 3 มหายุค ซึ่งแบ่งย่อยเป็น 11 ยุค โดยพิจารณาจากประเภทของฟอสซิลซึ่งแตกต่างกันอย่างชัดเจน ดังข้อมูลในตารางที่ 1
พรีแคมเบียน (Precambrian) เป็นช่วงเวลานับตั้งแต่โลกถือกำเนิดขึ้นมาจนถึง 545 ล้านปีก่อน ในบรมยุคอาร์คีโอโซอิกและโพรเทอโรโซอิกซึ่งปรากฏฟอสซิลให้เห็นน้อยมาก หินตะกอนที่เก่าแก่ที่สุดพบที่กรีนแลนด์มีอายุ 3,800 พันล้านปี ฟอสซิลที่ดึกดำบรรพ์ที่สุดคือ แบคทีเรียโบราณอายุ 3.5 พันล้านปี ดังภาพที่ 1 ภาพที่ 1 แบคทีเรียโบราณอายุ 3,500 ล้านปี แคมเบรียน (Cambrian) เป็นยุคแรกของมหายุคพาเลโอโซอิก (Paleozoic) ในช่วง 545 – 490 ล้านปีก่อน เกิดทวีปใหญ่รวมตัวกันทางขั้วโลกใต้ เป็นยุคของแบคทีเรียและสาหร่ายสีเขียว บนพื้นดินยังว่างเปล่า สัตว์มีกระดองอาศัยอยู่ในทะเล ได้แก่ ไทร์โลไบต์ หอยสองฝา ฟองน้ำ และหอยทาก พืชส่วนใหญ่เป็นสาหร่ายทะเล เป็นต้น ภาพที่ 2 ไทร์โลไบต์ ออร์โดวิเชียน (Ordovician) อยู่ในช่วง 490 – 443 ล้านปีก่อน ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สโตรมาโทไลต์ลดน้อยลง เกิดประการัง ไบรโอซัว และปลาหมึก สัตว์ทะเลแพร่พันธุ์ขึ้นสู่บริเวณน้ำตื้น เกิดสัตว์มีกระดูกสันหลังขึ้นเป็นครั้งแรกคือ ปลาไม่มีขากรรไกร เกิดสปอร์ของพืชบกขึ้นครั้งแรก ภาพที่ 3 ไบโอซัว ไซลูเรียน (Silurian) อยู่ในช่วง 443 – 417 ล้านปีก่อน เกิดสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกซึ่งใช้พลังงานเคมีจากภูเขาไฟใต้ทะเล (Hydrothermal) เป็นธาตุอาหาร เกิดปลามีขากรรไกรและสัตว์บกขึ้นเป็นครั้งแรก บนบกมีพืชที่ขยายพันธุ์ด้วยสปอร์ ภาพที่ 4 ปลามีเกราะในคาบไซลูเรียน อยู่ในช่วง 417 – 354 ล้านปีก่อน อเมริกาเหนือ กรีนแลนด์ สก็อตแลนด์ รวมตัวกับยุโรป เป็นยุคของปลาดึกดำบรรพ์ ปลามีเหงือกแพร่พันธุ์เป็นจำนวนมาก เกิดปลามีกระดอง ปลาฉลาม หอยฝาเดียว (Ammonite) และแมลงขึ้นเป็นครั้งแรก บนบกเริ่มมีพืชที่ขยายพันธุ์ด้วยเมล็ดและมีป่าเกิดขึ้น คาร์บอนิเฟอรัส (Carboniferous) อยู่ในช่วง 354 – 295 ล้านปีก่อน เป็นยุคของป่าเฟินขนาดยักษ์ปกคลุมห้วย หนอง คลองบึง ซึ่งกลายเป็นแหล่งน้ำมันดิบที่สำคัญในปัจจุบัน มีการแพร่พันธุ์ของแมลง และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ เริ่มมีวิวัฒนาการของสัตว์เลื้อยคลาน กำเนิดไม้ตระกูลสน ภาพที่ 6 ป่าคาร์บอนิเฟอรัส เพอร์เมียน (Permian) เป็นยุคสุดท้ายของมหายุคพาเลโอโซอิก ในช่วง 295 – 248 ล้านปีก่อน เปลือกโลกทวีปรวมตัวกันเป็นทวีปขนาดใหญ่ชื่อ "พันเจีย" (Pangaea) ในทะเลมีแนวประการังและไบโอซัวร์ บนบกเกิดการแพร่พันธุ์ของสัตว์เลื้อยคลานที่มีลักษณะคล้ายสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในปลายยุคเพอร์เมียนได้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ (Mass extinction) สิ่งมีชีวิตทั้งบนบกและในทะเลหายไปร้อยละ 96 ของสปีชีส์ นับเป็นการปิดมหายุคพาเลโอโซอิก ภาพที่ 7 สัตว์เลื้อยคลานในคาบเพอร์เมียน เป็นยุคแรกของมหายุคเมโสโซอิก ในช่วง 248 – 205 ล้านปีก่อน เป็นการเริ่มต้นของสัตว์พวกใหม่ๆ สัตว์เลื้อยคลานที่มีลักษณะคล้ายสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ถูกแทนที่ด้วยสัตว์ที่เป็นต้นตระกูลไดโนเสาร์ ผืนแผ่นดินไม่อุดมสมบูรณ์ต่อการเจริญเติบโตของพืช พืชพรรณส่วนใหญ่จึงเต็มไปด้วยสน ปรง และเฟิร์น ภาพที่ 8 ไดโนเสาร์ยุคแรก จูแรสสิก (Jurassic) เป็นยุคกลางของมหายุคเมโสโซอิก ในช่วง 205 – 144 ล้านปีก่อน เป็นยุคที่ไดโนเสาร์ครองโลก ไดโนเสาร์บินได้เริ่มพัฒนาเป็นสัตว์ปีกจำพวกนก ไม้ในป่ายังเป็นพืชไร้ดอก หอยแอมโมไนต์พัฒนาแพร่หลายและวิวัฒนาการไปเป็นสัตว์จำพวกปลาหมึก เครเทเชียส (Cretaceous) เป็นยุคสุดท้ายของมหายุคเมโสโซอิก ในช่วง 144 – 65 ล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นใหม่ ได้แก่ งู นก และพืชมีดอก ไดโนเสาร์วิวัฒนาการให้มีนอ ครีบหลัง และผิวหนังหนาสำหรับป้องกันตัว ในปลายคาบครีเทเชียสได้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ไปหมดสิ้น สิ่งมีชีวิตอื่นสูญพันธุ์ไปประมาณร้อยละ 70 ของสปีชีส์ สันนิษฐานว่า ดาวหางพุ่งชนโลกที่คาบสมุทรยูคาทานในอ่าวเม็กซิโก เหตุการณ์นี้เรียกว่า "K-T Boundary" ซึ่งหมายถึงรอยต่อระหว่างยุคเครเทเชียสและยุคเทอเชียรี ภาพที่ 10 การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ เป็นยุคแรกของมหายุคเซโนโซอิก อยู่ในช่วง 65 - 1.8 ล้านปีก่อน แผ่นธรณีอเมริกาเคลื่อนเข้าหากัน แผ่นธรณีอินเดียเคลื่อนที่เข้าหาแผ่นธรณีเอเซียทำให้เกิดเทือกเขาหิมาลัยและที่ราบสูงทิเบต ยุคเทอเชียรีแบ่งออกเป็น 2 สมัยคือ พาลีโอจีนและนีโอจีน
ภาพที่ 11 สัตว์เลี่ยงลูกด้วยนมยุคแรก ควอเทอนารี (Quaternary) เป็นยุคสุดท้ายของยุคโซโนโซอิก อยู่ในช่วง 1.8 ล้านปีก่อน จนถึงปัจจุบัน แบ่งออกเป็น 2 สมัยคือ ไพลส์โตซีนและโฮโลซีน
ภาพที่ 12 วิวัฒนาการของโฮโมเซเปียนส์ |