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地球曾经是“雪球”?

2016-05-14

科普童话·百科探秘 2016年5期
关键词:纹层赤道雪球

还记得年初的那场“世纪寒潮”吗?江南地区水管纷纷爆裂,广州居民多年来头次见雪,华北以南人民开始抢购羽绒服……都是货真价实的“冷笑话”啊!

作为对此笑而不语的东北人民,下面我们来讲一个大型冷故事——地球46亿年历史中的最大极寒。跟这次事件相比,哪怕是距今一万年左右的“冰河时代”,也不过是一阵波澜不惊的“微风”而已。

这次自地球形成以来的最大“寒潮”,发生于新元古代,被称为“雪球事件”——字面意思,当时的地球,基本就是个漂浮在宇宙里的超级大雪球。从极地到赤道,地球的表面几乎全部被冰盖所覆盖。干燥的空气腐蚀着苍凉的陆地,广袤的大洋被全部冻结。哪怕你站在热带,感受到的也是今日南极的温度;即使脚跨赤道,看到的也不外乎是一片晶莹的苍白。

穿越7亿年的历史长河

这次“雪球事件”发生在距今7亿年前。那时的地球,已经演化成了一个成熟的行星。它有了板块构造,有了稳定的大气,有了遍布海洋的简单生命,一切看上去井然有序;然而,那时的地球上还没有什么生命的印记。不仅恐龙们生活的中生代是遥遥无期的未来,甚至连三叶虫和角石也尚未登上历史舞台,只有蓝藻等单细胞动物统治着当时尚未喧嚣的海洋。

虽然看上去非常安静,但这时的地球上仍然洋溢着一颗星球该有的生机与活力。然而,一场全球冰川突如其来地尘封了一切。先是从两极开始,冰川逐渐向低纬度进军,直至把热带的暖风与浪花全部凝固在肃杀的极寒中。

尽管人类无法直接目睹这场环境巨变,但在遥远的太空中,可以找到与当时地球形貌大致相似的星球。如木卫二,木星的第2颗卫星,就有着一袭淡蓝而细腻的表层,那是它冰质的外壳。人们认为,这可能就是7亿年前,我们现在生活的温暖家园曾经的模样。

人们将地球历史上这段非同寻常的时期称为“成冰纪”。这三个肃杀的字眼,形象地提醒着人们,在生机勃勃的地球上曾有过一段冰雪漫布的纪元。那时,冰川遍布四海,赤道白雪皑皑。

破译“岩石古卷”

那么,有什么证据能证明,当时的地球就是这么一个宇宙级的大“雪球”呢?

沧海桑田、往事不复,只有岩石的残片,是唯一能够穿越时空,将尘封的往事保留至今的星球遗迹。

在全球的各个大陆上,都或多或少地残留着元古代地层的遗迹。从苏格兰到纳米比亚,从澳洲沙漠到中国三峡……当人们开始研究这些属于7亿年前形成的地层时,发现它们基本上都残留着冰川曾经覆盖过的痕迹。在这些沉积岩中,留下了浅海波浪所形成的、独特而细腻的纹层,而在这些纹层中,却分布着硕大的冰川砾石。这样的构造往往出现在高纬度地区。但浅海的波浪纹层明明是赤道地区的地质特征才对。就这样,对“岩石古卷”的破译,最终把两个看上去风马牛不相及的东西——赤道和冰川——凑到了一起。

地质学家们推断,当年,被冰川携带的巨大砾石突兀地砸入了稳定沉积的地层,并很快蔓延到了整个地球。没过多久,地球就变成了一个冰雪皑皑的白色星球。

太阳去哪儿啦?

咦,不对。天上不是还有太阳吗?既然有温暖的阳光在,又怎么会让地球变成一个“雪球”呢?

这是因为,当陆地从原始海洋中抬升而起、面积越来越大时,地球对阳光的反射也会增强,使得整个地球获得的阳光热量大大减少。而当时地球上的降雨日益活跃,空气越来越潮湿,使得岩石开始被水侵蚀,出现风化作用。这些都消耗了大气中的温室气体,使得地球上的气温逐渐降低。冰川一步步生成并扩大,冰期就在这样的过程中悄然而至了。

随着冰川的扩大,事情变得更加不可挽回。当地球表面有一半被冰覆盖的时候,全球冻结将成为不可逆转的趋势。因为冰雪的覆盖,会更大面积地反射阳光,进一步“拒绝”热量的侵袭。地球也会随之进入“越冻越冷”的循环。

而最后,让这个大“雪球”融化的,也不是太阳,更不是撞击的天体,而是地球自己。不要忘了,这是一颗有着活跃的地壳运动的热行星。当炽热的火山熔岩从地下喷涌而出,奏响“冰与火之歌”时,“雪球”的春天也就来到啦!

“苏醒”过来的世界

奇妙的是,在经历了这场“雪球事件”之后,地球上的生物圈获得了一次爆发式的发展。长久以来,单细胞生物在地球上的统治,随着“雪球事件”的结束而一并瓦解。新生的多细胞的复杂生命辐射性地扩散到了地球的每一个角落。几亿年后,地球上迎来了寒武纪生命大爆发,直接完成了一次生命层次的更替。从这次“雪球”沉睡中苏醒过来的地球,变得更加生机勃勃、富有朝气了。

那么将来地球还会变成“雪球”吗?没人能够回答。尽管我们无法预测那么长远的未来,但不妨让我们对人类的文明抱一份谨慎的乐观心态。毕竟人类是一种智慧生物。就算“雪球”归来,这颗星球也早已不再是单细胞生物的世界,而是文明与智慧的家园。当然,更没有人希望看到,当生态灾难的魅影开始出现时,有人指着它说:瞧,这是我们自己一手酿成的。

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