Das Proterozoikum (zusammengesetzt aus den griechischen Wörtern πρότερος, próteros = vorherig, früh und ζῶον, zôon = Lebewesen), früher auch Algonkium oder Eozoikum genannt, ist ein Äon der erdgeschichtlichen Entwicklung im Präkambrium. Es reicht vom Ende des Archaikums von vor ca. 2.500 Millionen Jahren bis ca. vor 542 Millionen Jahren.
Kennzeichen des Proterozoikums ist das Vorhandensein einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre. Schon gegen Ende des Archaikums, vor 2.500 mya, begann der Sauerstoffgehalt in der Erdatmosphäre zu steigen. Obwohl die Produktion von Sauerstoff durch photosynthetisierende Lebewesen schon rund eine Milliarde Jahre zuvor begonnen hatte, wurde erst ab diesem Zeitpunkt Sauerstoff in die Atmosphäre abgegeben. Zuvor wurde dieser Prozess durch die Sauerstoffaufnahme bei der Oxidation der im Meerwasser gelösten anorganischen Stoffe, insbesondere Eisen-Ionen und Ionen anderer Schwermetalle, verhindert. Diese im reduzierten Zustand vorliegenden Metall-Ionen wurden im Lauf der Zeit zu Metalloxiden oxidiert, erst dann konnte freier Sauerstoff in die Atmosphäre gelangen. Mit steigender Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre konnte sich auch Ozon bilden, das in der Lage war, das für Lebewesen schädliche UV-Licht zu filtern. Erst der Sauerstoff ermöglichte die Entwicklung tierischen Lebens.
Auch das Klima war zeitweise bedeutend anders als heute, es gibt Hinweise auf globale Vereisungen (Schneeball Erde, Snowball Earth).
Der Name Proterozoikum zeigt an, dass es sich um die Zeit des beginnenden tierischen Lebens handelt. Fossile Reste von Lebewesen, die allerdings den heute bekannten Tierstämmen schwer zuzuordnen sind, wurden gefunden. Da diese ersten tierischen Formen kaum Skelette oder harte Schalen besaßen, sind viele morphologische Strukturen nicht erhalten geblieben, ihre Formen sind schwer zu rekonstruieren. Dazu kommt, dass die fossilführenden Schichten im Laufe der Zeit geologischen Veränderungen ausgesetzt waren. Eigentümliche Lebensgemeinschaften, wie sie in den Fossilien der bekannten Ediacara-Fauna erhalten sind, bildeten sich in den flachen, warmen Meeren in Küstennähe heraus. Mit Abschluss des Proterozoikums an der Wende zum Kambrium scheinen die meisten Stämme des Tierreichs als Ausgang für die folgende kambrische Explosion bereits vorhanden gewesen zu sein.
Es wird in folgende Äratheme unterteilt:
Eine alternative Gliederung sieht folgendermaßen aus:
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