雪球地球

【資料圖】

今天的地球有著45億歲的高齡，值得一提的是，我們的地球在三個階段經歷了翻天覆地的變化，地球從最初的熔巖星球到海洋星球然后到陸地的出現，三個階段的過程，對生命的起源和演化，提供了重要的基礎，但是我們卻遺忘了一點，那就是雪球地球的時期。

寒武紀生命大爆發

最早的生命出現的時間大約是在，地球形成后的10億年后，也就是35——40億年前，那時候的地球，是一個充滿了海洋的星球，最早的單細胞生物、藻類的出現，為后續的生命多樣化提供了基礎。

一直以來一個困擾科學家們的話題：眾所周知，地球在5億年前后，經歷了寒武紀生命大爆發，但是科學家們研究了寒武紀之前的前寒武紀，卻沒有發生任何變化。

簡單的說就是：地球在6億年前，海洋里大多數存在的是單細胞生物，細菌、藻類之類的，但是在6億年后，地球開始出現了多樣性的生物，這種進化一直以來，對于科學家們來說都是一個謎。

找到答案

不過中國科學家們，在對前寒武紀時期的氣候研究，發現了答案。那就是雪球地球對于多樣性生命的進化，提供了基礎和條件。4月4日，中國地質大學（武漢）教授童金南團隊研究成果。

《馬里諾雪球地球晚期中緯度存在海洋真核藻類的宜居環境》在《自然》雜志在線發表，并被《自然》編輯部選為亮點論文進行報道。該研究進展為認識和理解雪球地球時期生物如何生存和演化這一關鍵科學問題提供了新的認識。

什么是雪球地球？

什么是雪球地球呢？雪球地球是指地球表面從兩極到赤道全部被冰雪覆蓋，變成一個大雪球的現象。據研究，地球歷史上曾經出現過三次雪球地球事件，一次是在約23億年前，另外兩次是在約7億-6億年前。關于雪球地球的形成原因，有不同的假說，其中最有影響力的是冰室效應說和陽光阻隔說。

冰室效應說認為，由于一種叫藍菌或藍綠藻的細菌釋放出大量氧氣，破壞了溫室氣體甲烷，導致地球溫度下降，反照率增加，形成一個正反饋循環。陽光阻隔說認為，由于火山噴發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。

則認為在雪球地球時期，火山噴發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。這種理論認為，火山活動是導致地球冰凍和解凍的主要因素，而不是二氧化碳的溫室效應。

雪球地球形成的4個階段

雪球地球事件的過程大致可以分為四個階段：冰凍、維持、解凍和恢復。根據不同的研究，這些階段的持續時間和具體機制可能有所不同，但基本思路是一致的。下面我簡單介紹一下：

冰凍階段：這是雪球地球事件的開始，由于某些原因（如大陸漂移、生物活動、太陽輻射等），導致大氣中的溫室氣體（主要是二氧化碳）減少，地球表面的溫度下降，從兩極開始形成冰蓋。

冰蓋的擴張又增加了地球表面的反照率，使得更多的太陽能被反射回太空，形成正反饋機制，加速了冰凍過程。最終，整個地球被厚厚的冰層覆蓋，形成一個“雪球”。

維持階段：這是雪球地球事件的穩定期，由于地表水-氣交換受阻，地表風化作用和海洋生物固碳作用幾乎停滯，火山噴發是唯一向大氣中釋放二氧化碳的途徑。

然而，火山噴發釋放的二氧化碳被冰層覆蓋，無法與空氣接觸，也無法產生溫室效應。因此，地球表面的溫度保持在極低水平，冰層也不會融化。

解凍階段：這是雪球地球事件的轉折點，由于火山噴發持續不斷，大氣中的二氧化碳逐漸積累到一定程度，達到了強烈的溫室效應水平。這使得地球表面的溫度開始上升，尤其是在低緯度地區。

當冰層開始融化時，暴露出來的陸地和海水又降低了地球表面的反照率，吸收了更多的太陽能，形成正反饋機制，加速了解凍過程。最終，整個地球被融化，形成一個“溫室”。

恢復階段：這是雪球地球事件的結束和新生命時代的開始，由于大量的二氧化碳和水蒸氣在大氣中存在，導致地球表面的溫度升高到高于正常水平。同時，冰川融化后釋放出大量的營養物質和有機碳進入海洋，促進了海洋初級生產力的恢復和藍藻等光合作用生物的繁榮。

這些生物通過光合作用消耗了大量的二氧化碳，并釋放了大量的氧氣。這使得大氣中的二氧化碳逐漸減少，而氧氣逐漸增加，為真核生物和多細胞動物的演化提供了有利條件。

為海洋充能

也就是說，雪球地球對于生命的誕生提供了多樣化的進化，在地球形成雪球地球的時候，地球雖然表面結冰了，但是其內部卻依然有著生命存活，這些生命體在靠近海底火山的地圖，不斷的進化。

而當雪球地球解凍恢復后，融化的冰層會給海洋帶來大量的營養物質，這些營養物質促成了生命進化的多樣性，于是就有了后來的寒武紀生命大爆發。中國科學家的這項研究揭示了：

雪球地球事件對生命演化有著重要的影響，尤其是對真核生物和多細胞動物的出現和繁榮。雪球地球事件結束后，海洋初級生產力快速恢復，導致海洋缺氧和有機碳的埋藏，從而促進了大氣中氧氣的升高。

本文總結

研究為真核生物的演化提供了一次機遇，也為后來的寒武紀生命大爆發奠定了基礎。專家認為，“雪球地球”事件之后的環境，為真核生物的大發展帶來了契機，例如溫暖的淺海、空出的多樣化的生態位、富含無機營養鹽的海水、含氧量的升高以及生物遺傳物質的快速變異，都可能是真核生物快速演化的重要條件。

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