一、冰川與冰期
前段時間，因為瑞典的一個16歲小姑娘格蕾塔·通貝裡（Greta Thunberg）為氣候變化罷課的問題，全球的氣候變化再一次引起了人們的關注。氣候變化中一個重要的問題就是冰川的消亡。當然，本文並不打算探討冰川消亡和氣候變化的問題，而是會從地質學家的角度看看如何通過冰川研究數億年前的地球故事。
為氣候變化罷課的格雷塔冰川是什麼呢？實際上就是冬季下的雪在夏季無法融化，這些雪花年復一年的堆積形成了冰川冰，冰川冰在重力的作用下沿著山坡向山腳下流動，從而形成的河流一樣的地貌。曾經有一部電影，叫做《冰河世紀》，電影名字裡面的冰河，實際上就是冰川。
冰川全貌模型
冰川冰在重力作用下向下流動，形成冰川冰河世紀，指的就是2萬年前，地球上寒冷異常，冰川到處都是的一個時代。我們把這種地球上冰川到處都是的時代稱為冰期，而在冰期之間比較溫暖的時期稱為間冰期。我們現在就處於一個小的間冰期之中。
1萬年來溫度變化，藍色為冰期，紅色為冰川在沿著山坡向下的過程中，會不斷破壞沿路的巖石，並裹挾著這些巖石隨著冰川一起流動，當冰川到達山腳開始消融的時候，這些巖石就會留在冰川消融的地方堆積起來，這些物質被稱為冰川沉積物，地質學上把這些物質叫做冰磧（qi）物。
攜帶沉積物的冰川最終會融化
古冰川留下的冰磧物，大小不一，稜角分
河流成績物，大小相似，形態圓潤冰川沉積物有什麼用呢？冰川是冰構成的，溫度升高就會消失，但是冰川沉積物是一些巖石構成的，這些物質不會因為溫度的升高而消失，所以地質學家們能夠通過研究那些古老的冰川沉積物，從而確定冰川的分布狀況，進而判斷地球上的歷史氣候變化情況。
二、雪球地球事件
20世紀60年代的時候，科學家們已經發現，6億年前的冰川沉積物在地球上分布廣泛，包括澳大利亞南部。但是有趣的是，根據古地磁學研究（插入連結），澳大利亞地區在6億年前處於赤道附近。而以現在地球上的情況看，赤道附近，只有海拔幾千畝的高山山頂才會有冰川存在，如果地球赤道上要廣泛發育冰川的話，就只有一個可能：溫度降低！
5.5億年前，澳大利亞位於赤道當時的溫度有多低呢？在最低的情況下，全球平均氣溫為-50℃，赤道地區達到-20℃（現在南極就是這個溫度）。這個時候的地球，全部被冰雪覆蓋，就好像我們現在打雪仗捏的雪球一樣，因此科學家們把這個時期的地球命名為：雪球地球！
雪球地球想像圖三、雪球地球是怎麼形成的？
11-7億年前，地球上存在著一塊巨型的大陸：羅迪尼亞超大陸。當時地球上所有的陸地都集中在羅迪尼亞大陸上，我們現在的七大洲原本都曾是羅迪尼亞大陸的一部分。
9億年前的羅迪尼亞大陸但是在7-6億年之前，羅迪尼亞大陸解體了。這些分裂開來的陸地板塊主要集中在中低緯度之間，在中低緯度地區，溫度高，溼度大，化學作用強烈，這些化學作用主要發生於巖石與大氣之間：
CaSiO3+CO2→CaCO3+SiO2
其中CaSiO3可以代表巖石的化學組成。
在這個反應中，巖石與二氧化碳發生反應，形成了碳酸鈣（灰巖）和二氧化矽（石英）。
灰巖，燒石灰那個灰巖灰巖和石英都是固體，也就是說，在這個化學反應中，消耗了大量的二氧化碳，形成了兩種不同的巖石。我們如今都知道，二氧化碳是一種溫室氣體，空氣中二氧化碳多溫度就會升高，二氧化碳少，溫度就降低。
因此，在羅迪尼亞大陸解體之後，大氣中的二氧化碳逐漸減少，溫度逐漸降低，地球上從兩極開始，冰川面積開始擴張，冰川的出現又會起到另外一種作用：冰反射。從太陽輻射島地球上的能量，其中大部分通過各種物質的反射回到了太空中，這些物質包括海洋、陸地、冰川等，其中海水的反射率最低，只有1%，陸地反射率為30%，冰川為60%。
冰川的面積增加無疑讓反射的太陽能更多，也就是說，地球吸收到的熱量更少了，這種情況又加劇了溫度的降低情況，從而導致冰川的面積繼續增加，最後逐漸覆蓋了全部的地球。這就是雪球地球的形成過程。
四、火山再一次拯救了生命
正如上述所說，那時候的地球，一旦開始變冷，其實是一個無解的惡性循環，地球只會變得越來越冷。如果真是那種情況，地球上的生命也能也沒有機會演化出現在的面貌了。
但是好在我們有火山！其實火山在更古老的時候就已經拯救過地球生命一次了（冷！24億年前，寒冬持續3億年，生命如何存活？）。地球上活躍的火山活動給了生命們一次機會，火山附近水溫高，生命可以存活；更重要的是，火山的爆發源源不斷地噴出二氧化碳，這讓地球上的二氧化碳含量重新開始恢復，當這些溫室氣體累積到120000ppm（現代大氣二氧化碳含量的350倍），溫室效應能夠抗衡並超過冰反射效應的時候，冰川融化了。
這次大冰期過後不久，生命開始了快速演化，並出現了現代生命的直系祖先，這次生命演化事件就是聞名遐邇的寒武紀生命大爆發。
寒武紀生命大爆發