什么是雪球地球假说:冰川一直覆盖到赤道的寒冷时期

虽然现在人类在为地球变暖而烦恼,但是在地球历史上,却存在着冰封全球,将地球变成一个大雪球的雪球地球时期,而且这种情况可能出现了至少三次。其中最近的一次雪球地球出现在大约6.5亿年前的某一时间段。

雪球地球时期指的是6.5亿年前的一次覆盖全球的冰川时期
雪球地球时期指的是6.5亿年前的一次覆盖全球的冰川时期

根据雪球地球假说,因为某种原因,导致当时地球上温度下降了很多,冰川一直覆盖到了南北纬度25°到30°之间,而一旦冰川到达这个位置的时候,因为冰面会大量的反射阳光。大量的太阳能被反射回太空中,造成地球温度越来越低,从而让冰川覆盖全球变得不可逆转。

这种情况下整个地球最终都会被冰川所覆盖,从外太空上看,地球变成一个白色星球,没有一丝生气。

但是最近也有研究表明,可能雪球地球是不存在的,因为冰川可能并没有覆盖全球,在赤道地区可能会存在着一圈无冰或少冰的区域,这个狭窄的地区依然能够维持着一个水文循环,这种假说也被称为是泥泞地球假说。

不管怎么说,雪球地球时期的地球是存在着延伸到热带地区的全球性冰川的,这在地质学上有一些有力的证据。地质学家在地质中发现那个时期的冰川留下的沉积物,即便是当时是热带的地区也有这样的沉积物。

雪球地球时候的地球连赤道地区都可能存在冰川
雪球地球时候的地球连赤道地区都可能存在冰川

那么是什么原因导致地球变冷最终变成一颗雪球地球呢?

地球能够保持温暖的一个极为重要特征就是温室气体,这其中以二氧化碳最为重要,所以如果地球降温的话,那么大概率的就是当时大气层中的二氧化碳浓度降低了。

雪球地球发生的时候,地球上所有的陆地都集中在一起形成了罗迪尼亚超大陆,当时这个超大陆正处于分裂的过程中。当一块超级大陆分裂的时候,会增加大陆的降水量,从而加剧地壳中岩石的风化,而岩石的风化会消耗二氧化碳的。

此外,罗迪尼亚超大陆的分裂还会导致一系列超级火山喷发,当火山喷发的时候,大气中会产生强烈的热上升气流,可以将火山喷发物质中的硫气溶胶提升到平流层中,在这里它们会停留很长一段时间。偏偏这些含硫气体颗粒能够反射太阳辐射,并且还具有很强的冷却效果。

正是上述的两种方式综合在一起,导致当时地球接收的阳光减少,同时因为温室气体二氧化碳减少,地球的保温效果也变差了,最终使得地球变得越来越冷从而形成雪球地球。

当时地球上的生命是什么样子?雪球地球导致了哪些事件?

雪球地球之前的地球上生命形式已经很丰富了,但是大体上依然是单细胞生物的乐园,地球上第一批多细胞动物已经开始起源了,这些多细胞动物是一些类似于海绵这样的简单动物。

不管怎么说,当时地球上的生态系统还不如现在这般多姿多彩,而更多的是一些彼此孤立的小的生态系统。这种方式有助于进化出各种新的生命形态。

虽然地球大部分地区被冰封了,但是还是存在着一些地区依然能够接收到阳光,依然能够存在生命
虽然地球大部分地区被冰封了,但是还是存在着一些地区依然能够接收到阳光,依然能够存在生命

虽然雪球地球将地球绝大部分的面积都冰封了,大部分地区,特别是依赖阳光的生命都产生了大灭绝。当时地球上大约有一半的海水都被冻成冰了,所以剩下的海水咸度也比现在的海水咸度高不少。但是即便是如此,也有很多区域内的生命存活下来了。

并随着雪球地球的结束,这些不同地区的生命迎来了生命大爆发,这就是寒武纪生命大爆发

雪球地球是如何结束的?

雪球地球从8亿年前一直持续到5.5亿年之前才结束。如果想要从融化全世界的冰,需要的二氧化碳含量将会是现在大气中二氧化碳总量的350%,也就是需要大气中13%的气体是二氧化碳。

但是偏偏冰川覆盖全球的雪球地球上,依赖光合作用产生二氧化碳的方式已经完全停滞了。所以想要解封冰冻地球,就需要其他的二氧化碳产生方式。

火山喷发被认为是结束雪球地球的关键
火山喷发被认为是结束雪球地球的关键

根据科学家的研究表明,在大约3000万年的时间内,火山喷发向大气中注入了大量的二氧化碳和甲烷,最终在这些温室气体的不断积累之下,温室效应越来越强,使得热带地区的地表冰先融化了,形成了一道环绕赤道的无冰区,在这个区域中,微生物迎来了大爆发,不断的产生更多的二氧化碳,最终一举扭转雪球地球时期的寒冷。

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