在地球歷史上至少有兩次,幾乎整個星球都包裹在一片冰雪之中。這些戲劇性的「雪球地球」事件在大約7億年前迅速發生,並且有證據表明,連續的全球冰河時代為隨後複雜的多細胞生命在地球上爆炸奠定了基礎.
雪球
科學家考慮了可能導致地球進入每個冰河時代的各種因素,儘管尚未確定任何單一的形成過程,但假設觸發臨時凍結的任何因素都必須以某種方式將行星推到超過臨界閾值的水平,例如將入射的陽光或大氣中的二氧化碳減少到足以降低溫度的水平全球冰雪擴張.
但是,科學家現在說,「雪球地球」可能是「速率誘發的冰川」的產物.就是說,他們發現,只要在短短的地質時期內接收到的太陽輻射水平迅速變化,地球就可以進入全球冰河時代.太陽輻射量不必降至特定的閾值點;只要入射陽光的減少快於臨界速率,就會出現暫時的冰川或雪球地球.
這些發現也可能適用於尋找其他星球上的生命.在宜居區域內尋找系外行星-距恆星的距離應在可以維持生命的溫度範圍內.
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不管觸發過去冰川的特殊過程如何,科學家們普遍認為,雪球地球是由涉及冰-反照率反饋的「失控」效應產生的:隨著入射陽光的減少,冰從極點向赤道膨脹.隨著越來越多的冰覆蓋地球,行星的反射率變得更高,反照率也更高,這將進一步冷卻表面,使更多的冰膨脹.最終,如果冰達到一定程度,這將成為失控的過程,從而導致全球冰川.
雪球形成過程
由於行星的碳循環,地球上的全球冰河時代本質上是暫時的.當行星沒有被冰覆蓋時,大氣中二氧化碳的水平在某種程度上受巖石和礦物風化的影響.當行星被冰覆蓋時,風化作用大大減少,因此大氣中會積累二氧化碳,產生溫室效應.最終使行星脫離冰河時期.