古老冰川的破坏力可能推动了复杂生命的发展

想象一下，漂浮在太空中，凝视着一个冰冻的白色球体。球挂在虚空中，孤独而闪耀着星星的光芒。从极点到赤道，球体被厚厚的冰壳覆盖。在围绕这颗白色行星的轨道上，有一颗陨石坑状的卫星。

您正在凝视 7 亿年前的低温时期的地球。这大约是最早的三倍恐龙漫游——但在地球令人费解的 45 亿年历史的计划中仍然不长。

在低温时代，我们的星球陷入了Deep Freeze 系列当巨大的冰川流经全球时。

在最新研究发布时间地质学，我们表明，这些压碎的冰河，有时深达几公里，像巨大的推土机一样粉碎了地球的岩石表面。

当冰最终融化时，磨碎的矿物质被冲入海洋，它们可能在那里提供了复杂生命进化所需的营养。

进入冰箱

根据Snowball Earth 假说，地球在低温期至少经历了两次极端的全球冰期。

这些事件的痕迹可以在全球范围内看到冰川条件下形成的沉积岩，强烈表明冰从两极蔓延到赤道地区。

没有人确切地知道是什么触发了这些深度冻结事件，尽管科学家们提出了一系列可能性.一个关键可能是大气中温室气体的显著减少，尤其是二氧化碳（公司₂).

The CO₂大气中的水平可能由于岩石风化增加位于当时存在的一个大型热带大陆上。当大陆位于热带地区时，温暖潮湿的条件会加速化学风化，从而拉动 CO₂从大气中出来，将其锁在碳酸盐矿物中。

在此期间发生的大陆分裂期间的构造活动也可能起到了一定作用。它可能创造了浅海等条件，导致更多的 CO 去除₂从空中。

随着冰盖向热带地区推进，它们将更多的阳光反射回太空，导致进一步冷却。这些过程共同导致冰迅速扩散，直到地球几乎完全冻结。

Snowball Earth 是如何结束的？

火山活动可能在结束这些冰河时代方面发挥了关键作用。随着冰川覆盖地球，地壳、海洋和大气之间的相互作用急剧减慢。因此，当火山喷发注入 CO₂进入大气层后，它不会被重新吸收，而是经过数百万年的积累。

这些高水平的 CO₂产生了失控的温室效应，使地球变暖，并最终融化冰块.由此产生的融化导致海平面迅速上升，营养物质涌入海洋。

独特的岩层是在这个突然的气候变化，因为海洋的化学成分对新的条件做出了反应。营养物质的激增可能促成了一连串的生物变化为 Complex Life 的兴起奠定基础.

许多科学家认为，雪球地球融化时大气条件的变化导致了海洋化学的变化。在我们的新研究中，我们发现在解冻过程中从大陆上刮下的物质也可能起到了作用。

从雪球到雪泥球，从冰川推土机到行星动力软管

我们研究了岩石的各个部分，从老到年轻，从滚雪球期到融化。通过这样做，我们建立了一幅关于冰川和随后的河流系统对地球地壳的影响的图景。

我们用这些岩石序列探索了矿物，并发现了在雪球事件开始和解冻发生的时间段内一致的独特变化。

雪球地球事件与更古老、更深的地壳暴露在数公里的冰下并被磨碎的显著增加有关。

随着冰川在融化期间退缩，大量融水流出，运送了被困在冰下并稳定下来的矿物颗粒。一旦暴露在液态水中，易碎的矿物质就会溶解，释放出化学物质。

这个过程——就像大气的变化一样——会改变海洋的化学成分。冰川退缩有助于塑造对海洋生态系统至关重要的元素的分布。

过去的教训

地球自然过程的时间尺度很重要，需要牢记。在数千年、数百万年和数十亿年的时间里，板块构造、侵蚀和大气循环等过程将继续塑造地球的未来。

然而，在较短的时间尺度上，人类活动已成为主导力量推动气候变化.

虽然地球本身会持续存在，但复杂的人类社会的生存取决于我们今天的行动。我们是非凡”地球号宇宙飞船“，一个通过动态地球化学循环循环回收其化学构建块的星球，最初使用物质在远古星辰中锻造.

这些过程调节着地球表面并维持着生命，即使我们星球的命运与太阳和宇宙的进化息息相关。

人类在地球上的物种中独一无二，已经开发了工具和系统来减轻生存威胁，例如气候变化、饥荒、战争甚至小行星影响，但这些功能的有效利用仍然掌握在我们手中。

深远的过去为地球上的化学循环如何运作提供了指南。我们是否会明智地使用这些信息还有待观察。

克里斯·柯克兰，地质年代学教授，科廷大学

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