古老冰川的破壞力可能推動了復雜生命的發(fā)展

想象一下，漂浮在太空中，凝視著一個冰凍的白色球體。球掛在虛空中，孤獨而閃耀著星星的光芒。從極點到赤道，球體被厚厚的冰殼覆蓋。在圍繞這顆白色行星的軌道上，有一顆隕石坑狀的衛(wèi)星。

您正在凝視 7 億年前的低溫時期的地球。這大約是最早的三倍恐龍漫游——但在地球令人費解的 45 億年歷史的計劃中仍然不長。

在低溫時代，我們的星球陷入了Deep Freeze 系列當巨大的冰川流經(jīng)全球時。

在最新研究發(fā)布時間地質學，我們表明，這些壓碎的冰河，有時深達幾公里，像巨大的推土機一樣粉碎了地球的巖石表面。

當冰最終融化時，磨碎的礦物質被沖入海洋，它們可能在那里提供了復雜生命進化所需的營養(yǎng)。

進入冰箱

根據(jù)Snowball Earth 假說，地球在低溫期至少經(jīng)歷了兩次極端的全球冰期。

這些事件的痕跡可以在全球范圍內看到冰川條件下形成的沉積巖，強烈表明冰從兩極蔓延到赤道地區(qū)。

沒有人確切地知道是什么觸發(fā)了這些深度凍結事件，盡管科學家們提出了一系列可能性.一個關鍵可能是大氣中溫室氣體的顯著減少，尤其是二氧化碳（公司₂).

The CO₂大氣中的水平可能由于巖石風化增加位于當時存在的一個大型熱帶大陸上。當大陸位于熱帶地區(qū)時，溫暖潮濕的條件會加速化學風化，從而拉動 CO₂從大氣中出來，將其鎖在碳酸鹽礦物中。

在此期間發(fā)生的大陸分裂期間的構造活動也可能起到了一定作用。它可能創(chuàng)造了淺海等條件，導致更多的 CO 去除₂從空中。

隨著冰蓋向熱帶地區(qū)推進，它們將更多的陽光反射回太空，導致進一步冷卻。這些過程共同導致冰迅速擴散，直到地球幾乎完全凍結。

Snowball Earth 是如何結束的？

火山活動可能在結束這些冰河時代方面發(fā)揮了關鍵作用。隨著冰川覆蓋地球，地殼、海洋和大氣之間的相互作用急劇減慢。因此，當火山噴發(fā)注入 CO₂進入大氣層后，它不會被重新吸收，而是經(jīng)過數(shù)百萬年的積累。

這些高水平的 CO₂產生了失控的溫室效應，使地球變暖，并最終融化冰塊.由此產生的融化導致海平面迅速上升，營養(yǎng)物質涌入海洋。

獨特的巖層是在這個突然的氣候變化，因為海洋的化學成分對新的條件做出了反應。營養(yǎng)物質的激增可能促成了一連串的生物變化為 Complex Life 的興起奠定基礎.

許多科學家認為，雪球地球融化時大氣條件的變化導致了海洋化學的變化。在我們的新研究中，我們發(fā)現(xiàn)在解凍過程中從大陸上刮下的物質也可能起到了作用。

從雪球到雪泥球，從冰川推土機到行星動力軟管

我們研究了巖石的各個部分，從老到年輕，從滾雪球期到融化。通過這樣做，我們建立了一幅關于冰川和隨后的河流系統(tǒng)對地球地殼的影響的圖景。

我們用這些巖石序列探索了礦物，并發(fā)現(xiàn)了在雪球事件開始和解凍發(fā)生的時間段內一致的獨特變化。

雪球地球事件與更古老、更深的地殼暴露在數(shù)公里的冰下并被磨碎的顯著增加有關。

隨著冰川在融化期間退縮，大量融水流出，運送了被困在冰下并穩(wěn)定下來的礦物顆粒。一旦暴露在液態(tài)水中，易碎的礦物質就會溶解，釋放出化學物質。

這個過程——就像大氣的變化一樣——會改變海洋的化學成分。冰川退縮有助于塑造對海洋生態(tài)系統(tǒng)至關重要的元素的分布。

過去的教訓

地球自然過程的時間尺度很重要，需要牢記。在數(shù)千年、數(shù)百萬年和數(shù)十億年的時間里，板塊構造、侵蝕和大氣循環(huán)等過程將繼續(xù)塑造地球的未來。

然而，在較短的時間尺度上，人類活動已成為主導力量推動氣候變化.

雖然地球本身會持續(xù)存在，但復雜的人類社會的生存取決于我們今天的行動。我們是非凡”地球號宇宙飛船“，一個通過動態(tài)地球化學循環(huán)循環(huán)回收其化學構建塊的星球，最初使用物質在遠古星辰中鍛造.

這些過程調節(jié)著地球表面并維持著生命，即使我們星球的命運與太陽和宇宙的進化息息相關。

人類在地球上的物種中獨一無二，已經(jīng)開發(fā)了工具和系統(tǒng)來減輕生存威脅，例如氣候變化、饑荒、戰(zhàn)爭甚至小行星影響，但這些功能的有效利用仍然掌握在我們手中。

深遠的過去為地球上的化學循環(huán)如何運作提供了指南。我們是否會明智地使用這些信息還有待觀察。

克里斯·柯克蘭，地質年代學教授，科廷大學

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