大寒，是二十四節(jié)氣最后一個，此時是中國大部分地區(qū)一年中的最冷時期，風(fēng)大，低溫，地面積雪不化，呈現(xiàn)出冰天雪地、天寒地凍的嚴(yán)寒景象。而在漫長的地質(zhì)歷史中，地球有一段時間處于整體的極度寒冷的“大寒時節(jié)”，被地質(zhì)學(xué)家稱作“雪球事件”，今天小編就帶大家簡單了解一下。

地球上曾經(jīng)出現(xiàn)了兩次最著名的冰期。一次是發(fā)生在大約100萬年前的更新世，當(dāng)時人類剛剛開始進(jìn)化，因?yàn)榈厍驀�繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道出現(xiàn)變化，整個北大西洋沿岸的大陸邊緣都鋪上了厚厚的冰層。另一次則是大概21000年前，北美和歐洲的大部分地區(qū)被厚達(dá)2公里的冰層覆蓋，并且導(dǎo)致海平面下降了120米之多，這次5億年以來最殘酷的冰期至少影響了地球表面30%的地區(qū)。 但是這兩次冰期，都沒有發(fā)生在8億—5.5億年之間的全球性冰期事件來得更戲劇和更殘酷。在很久之前發(fā)生的雪球地球事件使得整個地球被凍成一個大雪球，導(dǎo)致無數(shù)物種滅絕。

 

這是太陽系目前很著名的“冰凍星球”木衛(wèi)二，你很難想象，7億年前的地球，有可能也是這個樣子。

通過對于地質(zhì)沉積物以及其他地質(zhì)證據(jù)的研究，多年以來科學(xué)家一直認(rèn)為8億到5.5億年之間地球一直處于完全冰凍狀態(tài)。這方面的研究是從1960年代開始的，人們就假想地球諸大陸曾經(jīng)遭受過一次嚴(yán)重的冰凍，時間是迄今約7.5億到5.8億年前。這個時期地史上稱為冰凍期。后來古生物學(xué)家W. Brian Harland指出該時期的冰漬沉積物遍布全球，并提出那個時候全球冰封的觀點(diǎn)。

科學(xué)家認(rèn)為，在雪球地球時期，地球的平均溫度低于現(xiàn)在全南極的平均氣溫，和現(xiàn)在南極內(nèi)陸的平均溫度接近，達(dá)到了零下40-50攝氏度。我國南極昆侖站所在的南極冰穹A區(qū)域，年平均溫度約為-54攝氏度，是南極最冷的區(qū)域之一。雪球地球時期，地球從高緯度的極地到低緯度的赤道區(qū)域，無論陸地還是海洋，全被被冰雪覆蓋，冰層的平均厚度可以達(dá)到1公里，大約是333層樓高。

 

“雪球地球”

目前對這一事件還存在爭論，很多地質(zhì)學(xué)家提出了不同的假說，主要的有以下四種：

1、冰室效應(yīng)說    最早提出“雪球地球”理論的美國加州理工學(xué)院研究小組發(fā)現(xiàn)，使早期地球變成雪球的罪魁禍?zhǔn)缀芸赡苤皇且环N細(xì)菌，它釋放出的氧氣破壞了可使地球保持溫暖的關(guān)鍵氣體——甲烷。 科學(xué)家推測，在23億年前，一種叫藍(lán)菌或藍(lán)綠藻的細(xì)菌突然發(fā)育出分解水及釋放氧氣的能力，大量的氧氣使當(dāng)時大氣中豐富的溫室氣體甲烷很不穩(wěn)定。在至少10萬年的時間內(nèi)，溫室效應(yīng)被破壞，地球沒有了甲烷，全球溫度下降到零下50攝氏度。地球進(jìn)入冰河期后變得十分寒冷，赤道海洋被大約1.6千米厚的冰層覆蓋，大量生物死亡，只有轉(zhuǎn)入地下或在熱溫泉中的生物才能得以生存下來。

2、泥濘地球說   對于雪球地球觀點(diǎn)的最早爭辯始于1989年，之后持反對觀點(diǎn)的科學(xué)家對此進(jìn)行了更加猛烈的攻擊，其中最具代表性的就是加拿大多倫多大學(xué)的三位物理學(xué)家。2008年4月，他們設(shè)計(jì)了一種新原生代末期二氧化碳計(jì)算機(jī)模擬，新原生代末期是海洋氧氣生成的重要時期。 這三位物理學(xué)家指出，計(jì)算機(jī)模擬顯示，持續(xù)的寒冷氣溫將使大氣中的氧氣散布到海洋底部，通過光合作用進(jìn)而轉(zhuǎn)化成為富含溶解有機(jī)碳的地質(zhì)層，最終形成二氧化碳?xì)怏w。這些二氧化碳?xì)怏w將從海洋中釋放回到大氣層中，通過溫室氣體效應(yīng)加熱大氣層空氣，在地球冰凍冷卻循環(huán)周期之前，誘導(dǎo)海洋冰層逐漸融化、冰河逐漸縮小。 換句話講，地球在8.5億—5.5億年前的成冰紀(jì)并不是一個冰凍的雪球，當(dāng)時的地球很可能是氣候溫和、土壤泥濘，熱帶地區(qū)的海水處于非冰凍狀態(tài)，海水可以與陽光進(jìn)行充足的光合作用。這個時期并沒有大量火山噴發(fā)的二氧化碳?xì)怏w，也沒有持續(xù)冰凍上億年。

3、陽光阻隔說    科學(xué)家認(rèn)為“雪球地球”時期的火山噴發(fā)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。地質(zhì)科學(xué)家麥克唐納指出，這意味著調(diào)查這種地球歷史的“自然實(shí)驗(yàn)”十分重要：“這會告訴我們遠(yuǎn)比電腦模型更多的東西。”

4、反射學(xué)說    J.L. Kirschvink認(rèn)為，當(dāng)時在中高緯度的反照率是很高的，形成大量冰川，然后海平面下降，導(dǎo)致了陸地面積增加，陸地增加進(jìn)一步增加了地球的反照率；同時，熱帶地區(qū)大陸增加有利于硅酸巖風(fēng)化，有利于大氣中的CO2埋藏，加強(qiáng)了“冰室效應(yīng)”。這兩個因素的不斷影響，導(dǎo)致了地球不斷變冷，從而形成一個“雪球”。在形成“雪球”之后，因?yàn)榈厍虻幕鹕阶饔�，不斷釋放出CO2等溫室氣體，經(jīng)過長期積累，這些氣體終于足夠強(qiáng)大，產(chǎn)生了巨大的“溫室效應(yīng)”，地球溫度升高，所以又融化了。

火山的及時救援，讓地球從全面的凝結(jié)中，蘇醒了回來。

經(jīng)過計(jì)算，當(dāng)時冰蓋有1公里厚，推進(jìn)到赤道附近，地球溫度下降到零下50°C左右。因?yàn)楸槐�雪埋藏，光合作用和大陸的硅酸巖風(fēng)化作用都被終止，但是地球的火山活動還在繼續(xù)，向外釋放了大量的CO2。經(jīng)過長達(dá)1000萬年的積累，這些CO2終于足夠強(qiáng)大，形成“溫室效應(yīng)”，從而迅速融化了“雪球地球”，在融化的時候整個海洋溫度能夠達(dá)到50°C以上。

解凍研究美國加州理工學(xué)院研究小組還證明了一個機(jī)制，借助這一機(jī)制，地球才能擺脫“雪球地球”。在變成“雪球地球”后大約幾千萬年里，地球的二氧化碳積聚到一定程度，閃耀的亮白色冰層能反映太陽光線和熱量，因此雪球在2億年間一直處于像冰凍的雪球。最終，由火山噴發(fā)出的二氧化碳溫室氣體進(jìn)入空氣中，由此地球氣候逐漸轉(zhuǎn)暖，厚厚的冰層也慢慢融化。溫室效應(yīng)再一次發(fā)生了，地球溫度又逐漸升高，冰層融化，生命重返地球。研究小組的科學(xué)家認(rèn)為，如果地球環(huán)境繼續(xù)惡化，地球有可能再次成為“雪球”，地球上的生物將面臨被再次毀滅的危險。