雪球地球
雪球地球
“雪球地球”(Snowball Earth)是地质史上的一个名词,描述了距今约8亿到5.5亿年前,地球表面从两极到赤道全部结成冰,只有海底残留了少量液态水。美国哈佛大学地球学家弗朗西斯·麦克唐纳领导实施了这项研究,他和同事对夹在冰川沉积物之间的加拿大火山岩进行了研究。科学家可以通过冰川融化留下的残骸以及因冰川活动而变形的沉淀物,确定这种冰川沉积物。2010年3月8日,据美国国家地理网站报道,最新一项研究称,在距今7.16亿年前,如今炎热潮湿的地球赤道曾覆盖着冰雪,这似乎为“雪球地球”理论进一步提供了证据。
中文名雪球地球
外文名snow ball earth
应用学科地理 化学 物理
适用领域范围生物 地理
发现美国加州理工学院
属于地质史上的一个名词
提出概念
“雪球地球”
最早提出“雪球地球”理论的美国加州理工学院研究小组发现,使早期地球变成雪球的罪魁祸首很可能只是一种细菌,它释放出的氧气破坏了可使地球保持温暖的关键气体——甲烷。
科学家推测,在23亿年前,一种叫蓝菌或蓝绿藻的细菌突然发育出分解水及释放氧气的能力,大量的氧气使当时大气中丰富的温室气体甲烷很不稳定。在至少10万年的时间内,温室效应被破坏,地球没有了甲烷,全球温度下降到零下50摄氏度。地球进入冰河期后变得十分寒冷,赤道海洋被大约1.6千米厚的冰层覆盖,大量生物死亡,只有转入地下或在热温泉中的生物才能得以生存下来。
研究小组还证明了一个机制,借助这一机制,地球才能摆脱“雪球地球”。在变成“雪球地球”后大约几千万年里,地球的二氧化碳积聚到一定程度,温室效应再一次发生了,地球温度又逐渐升高,冰层融化,生命重返地球。研究小组的科学家认为,如果现在地球环境继续恶化,地球有可能再次成为“雪球”,地球上的生物将面临被再次毁灭的危险。
研究
形成研究
多年以来科学家一直认为8亿—5.5亿年前地球一直处于完全冰冻状态。
通过对于地质沉积物以及其他地质证据的研究,科学家告诉人类地球上曾经出现了两次最著名的冰期,一次是发生在大约100万年前的更新世,当时人类刚刚开始进化,因为地球围绕太阳的公转轨道出现变化,整个北大西洋沿岸的大陆边缘都铺上了厚厚的冰层;另一次则是大概21000年前,北美和欧洲的大部分地区被厚达2公里的冰层覆盖,并且导致海平面下降了120米之多,这次5亿年以来最残酷的冰期至少影响了地球表面30%的地区。但是这两次冰期,都没有发生在8亿—5.5亿年之间的全球性冰期事件来的更戏剧和更残酷。
1964年,剑桥大学的B.W. Harland最早对全球范围内新元古代(大概8亿—5.5亿年前)的冰期沉积物做了研究,他提出在全世界各个大洲都有8亿—5.5亿年前的冰期沉积物。同时,他通过简单的地磁学分析指出,当时这些大洲其实并没有像现在那样被海洋分开,而是在赤道附近汇聚成一整块巨大的大陆。而在当时,板块漂移学说也才慢慢被接受。但是由于分析手段缺乏,加上数据有限,所以B.W. Harland的说法并没有明确的得到广泛地证实,更没有人能解释,冰期沉积怎么到了赤道附近?
在B.W. Harland提出这个想法的同时,列宁格勒地球物理天文台的Mikhail Budyko提出了一条能够使赤道地区结冰的可能。那就是地球是通过吸收太阳光能来保持温度的,而如果地球上有很多的冰雪覆盖,把大部分太阳光反射出去(这个叫做反照率),地球表面没法吸收那么多的太阳能,就会导致温度接着下降,然后就会有冰雪继续增加,这属于反照率的一个正反馈。现代地球的冰雪仅仅在极地附近,加上温室气体的保护,所以反照率的影响并不大。可是如果条件极端一点,冰雪覆盖到南北纬30°左右的时候,这个反馈就会失去控制,冰雪会继续覆盖到赤道附近。这样的反照率引起的大灾难在其他星球曾经发生过,它被认为是不可逆转的,那么如果发生在地球,“雪球”是如何解冻的呢?
参考资料
- [1]《雪球世界》手机在线高清版本
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