地球曾是个大雪球吗#

18世纪,人们在欧洲的很多地区发现了一些分散不定的巨石,它们与周围的岩石完全不同。在机械并不发达的那个时代,这些岩石的来源相当可疑。是外星人的杰作?是远古巨兽的遗迹?还是大自然神秘力量所致?

冰河时代不是传说

科学家们经过数十年的研究争论,推测在过去的某一段时期,气候曾经非常寒冷,南北两极和大陆冰盖以及高山冰川的范围不断扩大,巨石可能就是那个时候由冰川或者海冰搬运而来。当气候变暖、冰盖退去的时候,这些巨石就留了下来。这便是人们对冰期的最初认识。

随着近三百年的深入研究,科学家通过各种方法已经基本确认在地球历史上曾经出现过多次冰期事件。比如,24亿年前~22亿年前的休伦冰期,当时地球大部分地区都有可能被冰雪覆盖; 8亿年前~6.3亿年前的新元古代大冰期,冰盖一度推进到赤道地区,冰层厚达1千米;3.5亿年前~2.7亿年前的石炭纪-二叠纪大冰期,两极冰盖曾到达冈瓦纳古陆的中心地带;从距今260万年前开始直到现在的第四纪大冰期,北美洲和欧洲的大部分地区曾经被厚达2千米的冰层覆盖, 并且导致海平面下降了120米之多……

然而,在这些长达数百万年甚至数亿年的冰期中,地球并非始终保持冰冻和寒冷的状态,其中也会存在寒冷-温暖气候的更替。以距离我们最近的第四纪大冰期为例,其中就存在着多次寒冷的冰期(也有称为“亚冰期”或“冰川期”) 和温暖的间冰期的旋回,变化的时间短则几千年,长则几万年或十几万年。

地球曾经是“雪球”

20世纪中期,地质学家们注意到,在大洋洲、北美洲、非洲,以及亚洲东部,包括中国的华南地区,广泛存在着一批8亿年前~6.3亿年前的冰川沉积物。英国剑桥大学的地质学家哈兰德推测,这一时期可能全球都覆盖着冰川。

1987年,美国加州理工学院的古地磁学家科什温克和他的学生桑尼找来一些这一时期的冰期沉积物。在进行了古地磁研究后,他们发现,这些来自澳大利亚的沉积物居然最早产生于赤道附近,说明当时赤道地区的海平面都有冰川!经过更多的细致研究和证据发掘,科什温克于1992年首次提出了“雪球地球”假说,认为在8亿年前~6.3亿年前的新元古代,曾有全球性冰期作用一直推进到赤道附近的海平面,这意味着地球变成了一个名副其实的“大雪球”。

1998年,哈佛大学的霍夫曼教授和他的合作者完善了“雪球地球”假说,认为“雪球地球”时期的海洋都会被冰冻,冰盖一直推进到赤道附近,冰盖的平均厚度达1千米,全球气温下降到-50℃左右。这样的严酷气候能够持续数百万甚至上千万年。

科什温克提出了“雪球地球”假说

为什么会形成“雪球”

关于“雪球地球”开始和结束的原因,科学家们至今还没有得到准确的结论。

目前很多科学家认为,地球变“雪球”的主要原因是冰期前海洋微生物和藻类繁盛,大量吸收空气中的二氧化碳。我们知道,二氧化碳增多会提高“温室效应”,与之相反的,二氧化碳被大量吸收后地球会出现“冰室效应”,无法截留地面反射的热量。于是,两极的冰盖开始扩大,而冰盖是可以反射太阳光的。当冰盖大到一定的程度,将照射到地球上的大部分太阳能都反射回去。此时的地球无法吸收到足够的能量,于是气温进一步下降,冰盖进一步扩大,气温继续下降……最终 “雪球地球”出现了。

“雪球”何时融化

“雪球地球”时期,由于地球被冰雪覆盖,生物难以进行光合作用,岩石的风化作用也几乎完全终止,只有火山仍然保持着活跃的状态,不断向外释放大量的二氧化碳。

经过长达数千万年的积累,大气中的二氧化碳越来越多,直到浓度达到现代大气的大约350倍,这时地球上就会出现“超级温室效应”,使得“雪球”迅速融化。据估计,在“雪球地球”融化时,海洋温度可能达到50℃以上。

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