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震旦紀(jì)的“超級寒冷”!7億年前地球曾被“冰封”?

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要說地球最寒冷的時期,當(dāng)屬新元古代的冰川事件,超級寒冷出現(xiàn)在距今7.1—5.85億年前,稱為瓦蘭吉爾冰期,在中國叫做震旦紀(jì)冰期。那時的地球可謂真正的極端寒冷,海洋幾乎全部被凍結(jié),在低緯度的赤道附近也是如此。大陸被冰雪所覆蓋,只有在大洋2km深的冰層之下的局部存有少量因地?zé)岫刍囊簯B(tài)水。地球表面冰雪蓋地,寒風(fēng)呼嘯,狂風(fēng)卷起的雪粒間,陽光顯得那樣無力和軟弱,沒有一絲溫暖,似乎被凍成了冷光,地球在低溫中變成冰球—雪球。美國加州理工學(xué)院地質(zhì)學(xué)教授Joseph Kirschvinck于1992年率先將這次冰川事件稱為“雪球地球”。

雪球地球概念圖

地質(zhì)學(xué)家們對雪球地球事件進(jìn)行了大量研究,對其形成和演化提出了許多假說,也找到很多的證據(jù)。

究竟是什么力量讓寰球變得如此涼熱?代表性的說法是:早在新元古代的10億年前,地球赤道附近的陸地聚合在一起,形成了羅迪尼亞(Rodinia)超大陸。在7.5億年前,這個超大陸受巖石圈拉張而分裂,形成多個小陸塊,使得陸地海岸線驟增,其結(jié)果導(dǎo)致生物光合作用不斷增多及大陸硅酸鹽巖石大量風(fēng)化。兩者作用的疊加結(jié)果是加劇CO2吸收,使之在大氣中不斷減少,溫室效應(yīng)不斷減弱,全球溫度降低。隨著地球冰面的增加,增強(qiáng)了地面的反照率,地球變得更冷,“冰室效應(yīng)”統(tǒng)治了地球。一個玉潔冰清的寒冷地球游蕩在宇宙中。

在失控的冰凍狀態(tài)開始后不久,全球的平均溫度降至零下50°C。結(jié)冰海洋中冰塊的平均厚度超過1 km。多數(shù)肉眼看不見的海洋生物死亡。寒冷的地球靠什么重回溫暖?是火山活動幫助了地球。在通常的火山活動進(jìn)行了1千萬年后,大氣中二氧化碳的濃度慢慢增加,溫室效應(yīng)重新取代了冰室效應(yīng)。

雪球地球的形成示意圖

紅線之間是雪球時期的冰川產(chǎn)物,上下是形成于溫暖海洋中的石灰?guī)r層

溫室效應(yīng)將赤道處的溫度拉升到融點(diǎn),附近海水升華產(chǎn)生水氣,在海拔更高的地方重新凍結(jié),成為陸地冰川的一部分。最后在熱帶地區(qū)形成的未冰凍的水吸收更多的太陽能,開始使全球溫度有更快的增加。地球在經(jīng)歷了大約1.3億年的冰封雪凍之后,又恢復(fù)了溫?zé)釢駶櫟沫h(huán)境。

真核生物-真菌

雪球地球的研究,對于認(rèn)識晚前寒武紀(jì)生命演化非常重要。因?yàn)檎窃谘┣虻厍蛑螅厍虻纳莼瘜?shí)現(xiàn)了一次大的飛躍,從簡單的真核生物演化成后生生物,首次出現(xiàn)多細(xì)胞動物。也許,正是雪球地球?qū)ιM(jìn)化過程的抑制才有了埃迪卡拉動物群的誕生和寒武紀(jì)生命大爆發(fā),讓生命實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢類群的反彈式崛起。

作者:中國地質(zhì)學(xué)會生物演化與地史學(xué)團(tuán)隊

評論
科普科普知識的搖籃!
大學(xué)士級
震旦紀(jì)冰期是地球歷史上一次極端寒冷事件,發(fā)生在約7億年前。地球被冰雪覆蓋,氣候極為嚴(yán)酷。冰期可能由大陸板塊運(yùn)動導(dǎo)致的二氧化碳濃度下降觸發(fā)。冰期結(jié)束后,生物多樣性迅速增加,多細(xì)胞生物出現(xiàn),推動了生命演化的大躍進(jìn)。這一事件對于理解地球氣候變化和生物演化具有重要意義。
2024-06-04
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震旦紀(jì)冰期,它是地球歷史上一次極端寒冷事件,發(fā)生在約7億年前。地球被冰雪覆蓋,氣候極為嚴(yán)酷。冰期可能由大陸板塊運(yùn)動導(dǎo)致的二氧化碳濃度下降觸發(fā)。冰期結(jié)束后,生物多樣性迅速增加,多細(xì)胞生物出現(xiàn),推動了生命演化的大躍進(jìn)。這一事件對于理解地球氣候變化和生物演化具有重要意義。
2024-06-04
張美玲L
學(xué)士級
震旦紀(jì)冰期,地球變作巨大雪球,這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)揭示了地球氣候演變的神秘面紗。研究此時期不僅深化了我們對地球歷史的認(rèn)知,也為應(yīng)對當(dāng)今全球氣候變暖提供了寶貴的歷史借鑒。科學(xué)家的探索精神令人敬佩,期待更多研究成果。
2024-06-04