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据报道,在最新一期的《英国皇家学会会刊》上,科学家表示,对于在地球历史上,为何地球会至少3次变成一颗“雪球”的原因,经过气候系统数学模型分析,他们于近日终于找到了答案,原因或许与太阳辐射严重匮乏有关。

什么是“雪球”地球?
其实,从字面我们就可以看出,“雪球”地球指的就是全球冰冻现象,意味着在地球46亿年的演化史中,曾经整个地球都被冻成了一个“大雪球”,就好像一颗处于太阳系边缘的星球一样,上面都被厚厚的冰雪覆盖。
科学家表示,当地球变成一个“大雪球”的时候,就连赤道地区,也全部被冻结成冰,这是非常可怕的,我们都知道,赤道地区可是地球上最热的地方,那里是没有一年四季的,终年都是炎热的夏季,而且气温始终都很高。
所以,当整个赤道都被冰雪覆盖,这其实是很难想象的,不过,在地球上,却都曾经真实发生。

科学家是如何得知“雪球”地球的?
大家或许会感到好奇,人类在地球上出现的时间是非常短暂的,而且虽然在人类演化的过程中,地球也曾经出现了第四纪冰河时期,不过,地球却并没有整个都变成一个“大雪球”,那么,科学家是如何得知远古时期的地球,曾经是一颗“大雪球”的呢?
根据资料显示,最早对“雪球”地球展开研究的,是一名来自于英国剑桥大学的科学家B.W. Harland,通过研究,B.W. Harland发现大约在8亿年之前,地球似乎就已经开始进入到一段漫长的冰雪时期了。

因为B.W. Harland通过对全球范围内新元古代(8亿年-5.5亿年之前)的冰期沉积物研究,发现冰期沉积物的分布是全球性的,而且当时的地球还是一块完整的大陆。
不过,这个发现虽然可以证明当时开始流行的“大陆板块漂移说”,但是,却没有人能解释,为何地球在新元古代被冰雪所覆盖。
时间很快就来到了上世纪80年代末,这个时候,一名美国科学家J.L. Kirschvink,在澳大利亚发现了一块来自于新远古时代赤道附近的,由于冰川沉积产生的粉砂岩化石,这个发现为冰川曾经发生于赤道附近,提供了一定的理论支持。

同时,在加拿大,科学家们还通过对冰川沉积物的研究,发现加拿大火山岩曾经被冰雪覆盖过,从年代来看,覆盖的时间发生在大约7.16年之前,这个发现也印证了新元古代地球是“雪球”的猜想。
最终在1992年,J.L. Kirschvink在研究多年后,通过大量数据分析,最终确认地球在新远古时代,的确是变成了一颗“大雪球”,而且他还表示,在地球演化的过程中,至少有3次出现过“雪球”时期,而且其中一次,人类的祖先竟然也参与其中。

地球的3次“雪球”时期
研究发现,地球上的第一次“雪球”时期,是发生在大约24亿年之前,来自德国的科学家Daniel Herwartz表示,24亿年之前的地球海洋结冰厚度达到了300米,而导致“雪球”出现的原因,则与地球的氧含量变化有关。
我们都知道,早期的地球是没有氧气的,一直到大约28亿年之前,蓝细菌出现在地球之上,它是最早的可以光合作用吸收二氧化碳,产生氧气的藻类植物,所以,当蓝细菌在地球上快速的繁殖,很快地球的大气组成也发生了翻天覆地的变化。

最终,因为大量的温室气体被吸收,所以地球的气温开始快速下降,最终在大约24亿年之前,地球开始变成一颗“大雪球”,一直到22.2亿年之前,才开始逐渐解冻,再次焕发出新的生机。
第二次“雪球”时期发生在上文中我们提到过的新元古代,也就是大约8亿年之前,一直到5.5亿年之前结束。研究认为,这次变故直接催生了寒武纪生命大爆发的出现,认为一些生命以“孢子”的方式休眠度过冰封期,之后在寒武纪来了一场集体亮相。

第三次则发生在和人类演化同期的第四纪冰河时期,大约100万年前,当人类刚开始在地球上进化,地球却开始渐渐被冰雪覆盖,这个变化也导致了一些古人类为了生存,多次走出非洲,完成了人类演化史上的早期全球迁徙。
此外,一些研究也显示,大约2.1万年之前,地球也曾经有过“雪球”时期,当时欧洲大部分地区和北美洲,都是一片冰雪世界。
在最后一次“雪球期”,伴随着全球30%的表面积都被冰雪覆盖,海平面下降了120多米,古人类也完成了新一轮的迁徙,并且在这次灾难之中,为了生存,已经高度进化接近现代人类的晚期智人,为了生存开始尝试着种植,原始农业、畜牧业也由此展开。

为何地球会出现“雪球期”?
在上文中提到过的几次“雪球期”中,除了第一次,也就是发生于大约24亿年之前的“雪球”地球原因充分,是因为蓝细菌出现导致地球大气成分重组导致的之外,其它几次“雪球期”科学家们一直都没有一个明确的答案。
在这次的研究中,通过最新的地球气候系统数学模型,科学家发现,导致地球变成“雪球”的原因,是因为太阳辐射不够。

这是什么概念呢?简单来说,就是地球虽然处于宜居带之中,但是却因为无法获得足够的能量而变得寒冷。我们都知道,行星是围绕着恒星运行的,判断一颗星球是否是宜居行星,需要考虑它是否处于宜居带之中,而且还要看宜居带的位置是否适中。
否则太近就会变得太热,太远则会变成冰雪世界。通过数据建模,科学家发现,在地球几次的“雪球期”,地球上的太阳辐射明显变得贫瘠,所以,伴随着地质活动,地球才会进入到冰河时期,这个发现也可以解释,为何地球大气组成已经稳定了,却仍然每隔一段时间,就会有冰河时期出现的问题。
那么,是什么让太阳辐射变得贫瘠呢?科学家猜测,或许是和火山喷发有关,如果在某个时期,地球上的火山活动增加,像大气中喷射出的火山灰就会变得密集而频繁,而这些则会将地球笼罩在阴影之中。

我们都知道,火山喷发会导致大量的火山灰进入到大气层之中,遮天蔽日会导致地球上“核冬天”的出现,简单来说,就是隔绝了阳光的照射,让地球表面很难吸收足够的阳光,这个时候,就会形成大量的冰川,同时海平面下降,陆地面积也会大幅增加。
这会导致什么呢?我们都知道,海水是吸收热量的,而海水变少,冰川和陆地都会折射阳光的辐射,当地球的反照率开始变高,大气中的温室气体就会伴随着硅酸岩的风化而被大量埋葬,于是,地球就会开始出现“冰室效应”,最终变成了一颗“雪球”。
科学家表示,这次的发现意味着,虽然地球是一颗宜居行星,但是并不意味着它会一直温暖宜居,如果未来地球的气候变化幅度过大,人类就需要谨防地球会进入到临界点,这个时候,地球或许就再次迎来“雪球期”,或者是进入到人类无法掌控的“金星时代”。