《科學》:7.16億年前地球赤道曾被冰雪覆蓋

2020-11-24 科學網

    褐紅色的冰河時代沉積物幫助證明這塊加拿大火山巖曾在「雪球地球」時代被冰雪覆蓋。(圖片提供：Francis A. Macdonald) 

北京時間3月8日消息，據美國國家地理網站報導，最新一項研究稱，在距今7.16億年前，如今炎熱潮溼的地球赤道曾覆蓋著冰雪，這似乎為「雪球地球」理論進一步提供了證據。

 

所謂「雪球地球」(snowball Earth)是地質史上的一個名詞，描述了距今約7.5億到5.8億年前，地球表面從兩極到赤道全部結成冰，只有海底殘留了少量液態水。美國哈佛大學地球學家弗朗西斯·麥克唐納(Francis Macdonald)領導實施了這項研究，他和同事對夾在冰川沉積物之間的加拿大火山巖進行了研究。科學家可以通過冰川融化留下的殘骸以及因冰川活動而變形的沉澱物，確定這種冰川沉積物。

 

麥克唐納的研究小組利用極為精確的鈾—鉛年代質譜測定法認定火山巖和冰川沉積物是在大約7.16億年前沉澱的，那也是科學家所假設的「雪球地球」時期。接下來，研究人員將自己的發現與以前一系列研究結果進行了對比，那些研究發現火山巖是在加拿大處於赤道附近時形成的。

 

隨著時間的推移，地球構造板塊的活動驅使火山巖向北移動，到了加拿大育空地區和西北地區。麥克唐納稱，圍繞「雪球地球」還有許多謎團尚未解開，例如，僅憑藉一個冰封的赤道，科學家無法確定當時地球上冰雪覆蓋的程度。地球可能一直處於完全的「深度冰凍」狀態，或者可能只是受制於不斷活動的冰川和冰山，或是介於兩者之間的冰體。

 

事實上，連「雪球地球」這一名稱可能同樣需要重新考慮。麥克唐納說，地球可能不是「一個白球，而更有可能是一個泥球」。由於向外噴射灰燼的火山經常爆發，可能使得地球表面「布滿灰塵」。由於植物在7億年前並未進化，髒兮兮的冰可能是地球表面吸收陽光的唯一「黑點」。結果，這些區域更有可能融化，產生令原始生命形式茁壯成長的水體，比如藻類和真菌類。

 

據麥克唐納介紹，在「雪球地球」時期，部分有機體存活下來，甚至形成新的物種，這增加了一種假說的可信度，即「雪球地球」具有開放水域的避難所，或至少是冰層裂縫，舉例來說，今天，南極洲附近的冰縫就「充滿」單細胞生命形式。

 

麥克唐納表示，了解地球早期歷史極端狀況，可能還有助於科學家對現代氣候變化有新的認識。例如，科學家了解到，在過去一千年，地球一直在無處不在的冰雪覆蓋期和溫室狀況(如到處是恐龍的無冰白堊紀)之間「搖擺」。麥克唐納的研究結果刊登在最新一期的《科學》雜誌上。他說：「這一切說明，地球十分敏感，我們認為地球任何微小變化都能對環境產生極大的影響。」

 

例如，科學家認為「雪球地球」時期的火山噴發向大氣層釋放了大量硫顆粒，阻滯陽光照射大地，從而使地球溫度下降。有專家甚至建議，現在，我們也可以採用人工方式阻滯陽光，用以解決全球氣候變暖。麥克唐納指出，這意味著調查這種地球歷史的「自然實驗」十分重要：「這會告訴我們遠比電腦模型更多的東西。」

 

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