与 Snowball Earth 缺失的一环终于浮出水面

大约 7 亿年前，地球冷却得如此之多，以至于科学家们认为巨大的冰盖像一个巨大的雪球一样包裹着整个地球。这场全球性的深度冻结，被称为 Snowball Earth，忍耐了数千万年.

然而，奇迹般地，早期生活不仅坚持了下来，而且茁壮成长.当冰融化，大地解冻时，复杂的多细胞生命出现，最终导致我们今天认识的生命形式。

这Snowball Earth 假说主要基于暴露于以下地区的沉积岩的证据曾经沿着海岸线和浅海，以及气候建模.直到现在，科学家们一直没有发现冰盖覆盖温暖赤道地区大陆内部的物理证据。

在最新研究发布在美国国家科学院院刊，我们的地质学家团队描述了缺失的一环，该一环是在形成科罗拉多州派克峰的花岗岩中的一种不寻常的鹅卵石砂岩中发现的。

解开山上的 Snowball Earth 之谜

派克峰，原名 Tavá Kaa-vi由 Ute 人将其祖先的名字 Ava（塔瓦）借给这些著名的岩石。他们是由凝固的砂注入岩组成，其形成方式类似于当富含沙子的液体被压入下层岩石时的医疗注射。

形成这些神秘砂岩的一个可能解释是，上覆的雪球地球冰盖的巨大压力迫使沉积物与融水混合到下面脆弱的岩石中。

然而，测试这一想法的一个障碍是，岩石缺乏年龄来揭示何时存在适合喷砂的地质条件。

我们找到了一种解开这个谜团的方法，利用在派克峰附近和科罗拉多州其他地方的 Tava 注入岩旁边发现的铁脉。

铁矿物含有非常少量的天然放射性元素，包括铀，这些元素会慢慢地以已知速率衰变到元素铅.近期进展基于激光的辐射测年使我们能够测量氧化铁矿物赤铁矿中铀与铅同位素的比率，以揭示单个晶体形成的时间。

铁矿脉似乎是在沙子注入科罗拉多基岩之前和之后形成的：我们发现了赤铁矿和石英矿脉，它们都穿过了塔瓦堤坝，并被塔瓦堤坝横切。

这使我们能够计算出沙注入岩的年龄段，它一定是在 6.9 亿到 6.6 亿年前形成的。

那么，发生了什么呢？

时间范围是指这些砂岩形成于冰冷时期，从 7.2 亿年前到 6.35 亿年前。这个名字来源于古希腊语中的“冷出生”，是气候剧变和地球上生命中断的代名词，包括雪球地球。

虽然当时极寒的触发因素存在争议，但流行的理论包括构造板块活动的变化，包括向大气中释放的粒子，将阳光反射到远离地球的地方。

最终，一个火山脱气产生的二氧化碳积聚可能再次使地球变暖。

在派克峰上发现的塔瓦火山可能在赤道附近形成，位于名为 Laurentia 的古老大陆，随着时间的推移和漫长的构造周期，它逐渐移动到今天北美的北部位置。

塔瓦石的起源一直存在争议超过 125 年，但新技术使我们能够首次最终将它们与低温雪球地球时期联系起来。

我们设想的喷砂方式的场景如下所示：

一个巨大的冰盖底部有地热加热区域，产生了融水，并与下面富含石英的沉积物混合在一起。

冰盖的重量产生了巨大的压力，迫使这种沙质液体进入已经被削弱了数百万年的基岩中。

与今天的天然气或石油水力压裂类似，压力使岩石破裂，并将沙质融水推入，最终形成我们今天看到的注入岩。

另一个地质之谜的线索

这些新发现不仅进一步巩固了全球雪球地球假说，而且在曾经被冰盖覆盖的脆弱、断裂的岩石中存在 Tava 注入岩，为其他地质现象提供了线索。

岩石记录中因侵蚀而形成的时间间隔称为不整合面今天在美国各地都可以看到，最著名的是在大峡谷，那里的某些地方缺少了十亿多年的时间。当持续的侵蚀期去除并阻止新岩石层的形成，留下不整合的接触时，就会发生不整合。

我们的结果支持派克峰附近的大不整合面一定是在低温雪球地球之前形成的。这与将大不整合的形成归因于大规模侵蚀由 Snowball Earth 冰盖本身提供。

我们希望科罗拉多州这些难以捉摸的低温岩石的秘密将导致发现雪球地球的更多陆地记录。这些发现有助于更清楚地了解极端气候期间我们的星球以及导致我们今天居住的宜居星球的过程。

利亚姆·考特尼-戴维斯， 地质科学博士后研究助理，科罗拉多大学博尔德分校;克里斯汀·西多韦， 地质学教授，Colorado College和丽贝卡·弗劳尔斯， 地质科学教授，科罗拉多大学博尔德分校

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