24億年前,一場持續了3億年嚴寒,地球被凍成一個大雪球

2023-07-17     魅力科學君

原標題:24億年前,一場持續了3億年嚴寒,地球被凍成一個大雪球

地球的地層就像是一本厚重的歷史書,其中記載了地球在過去時的點點滴滴,通過對地層的研究,我們就可以穿過遙遠的時空,去探索在遙遠的過去,地球上曾經發生了什麼。正是通過這種方法,科學家發現,在大約24億年前,一場持續了3億年嚴寒,地球被凍成一個大雪球,下面我們就來看看這具體是怎麼回事。

地球曾經經歷過多次冰河時期,在這些時期里,地球的表面溫度長時間地保持低溫狀態,以至於地球表面會形成大量的冰川,而當冰川在推擠、滑動、磨削以及搬動地表物質時,往往會形成獨特的痕跡,這些痕跡中的一部分會深深地埋入地層之中,直接現在我們依然能夠發現。

在過去的日子裡,科學家通過大量的考察和研究發現,在世界各地的大約24億年前至21億年前的地層里,廣泛存在著大量冰川留下的痕跡,而這也就意味著,在這段時期里,地球經歷過一次長達3億年的冰河時期,隨後科學家將其命名為「休倫冰河時期」。

「休倫冰河時期」被認為是已知地球歷史上最持久、最嚴重的一次全球性的冰河時期,根據科學家的估算,在此期間,地球表面的平均溫度一度低至零下50℃,以至於地球赤道區域都被大量的冰雪覆蓋,整個地球被凍成了一個大雪球。那麼,遠古地球上為什麼會出現如此低溫且持久的嚴寒呢?其實這與一種簡單的生物密切相關。

這種生物就是藍藻。藍藻又稱藍細菌、藍綠菌,是一種單細胞原核生物,它們出現在大約34億年前,是已知地球上的最早的一種能夠進行光合作用的生物,它們可以利用太陽光中蘊含的能量,把水和二氧化碳製造成自身所需要的有機物,同時源源不斷釋放出光合作用產生的廢棄物——氧氣。

憑藉光合作用帶來的生存優勢,藍藻迅速地在地球廣袤的海洋中繁衍,起初的時候,它們釋放出的氧氣會在各種氧化作用被消耗掉,但隨著時間的推移,藍藻的數量變得越來越多,其釋放出氧氣量也越來越大,到了大約26億年前,地球大氣層中的氧氣含量突破了臨界值,隨後氧氣就在大氣層中迅速積累,使得大氣層含氧量陡然升高,而這也被稱為「大氧化事件」。

在早期地球的大氣層中大量存在著兩種溫室氣體,其中的一種是二氧化碳,另一種則是甲烷,它們所產生的溫室效應,可以有效地「鎖」住來自太陽的熱量,然而在藍藻的「不懈努力」之下,大量的二氧化碳被消耗,而它們釋放出的氧氣又會把甲烷給氧化掉。

如此一來,地球大氣層中的溫室氣體就越來越少,地球表面的溫度也不斷下降,隨之而來的就是,大片冰雪之地不斷地從高緯度區域向低緯度區域蔓延,而由於冰雪可以反射更多的太陽光,因此隨著冰雪之地的蔓延,地球表面就有更多的太陽光被反射回外太空中,這無疑使得當時溫度本來就很低的地球進一步地降溫。

雪上加霜的是,當時地球的火山活動也處於一種很低的水平,而火山活動原本是可以給地球的大氣層中補充一定數量的溫室氣體的……就這樣,地球表面的溫度不斷地降低,在大約24億年前,地球終於被凍成了一個大雪球,從此開始了一場持續了3億年嚴寒。

看到這裡你可能會問了,現代地球的大氣層中溫室氣體的含量也很少,那為什麼現代地球沒有被凍成一個大雪球呢?其實有一個重要的原因就是太陽。

正如我們所知,太陽的光和熱是來自核聚變反應,在太陽的核心反應區,氫不斷地聚變成氦,並釋放出大量的能量,但由於太陽核心的溫度和壓力不足以使氦發生核聚變,因此氫核聚變產生的氦就會在太陽核心不斷堆積,這會造成太陽核心反應區的殼層持續外擴,導致在單位時間裡更多的氫發生核聚變,如此一來,太陽的釋放的能量就會隨著時間的推移不斷增加。

也就是說,太陽自從誕生以來,其釋放的能量就一直處於一種持續增加的狀態,根據科學家的估算,大約每10億年,太陽釋放出的能量就會增加10%左右,而這也就意味著,24億年前的地球接收到的太陽能量比現代地球低很多,正是因為如此,那時的地球才需要足夠的溫室氣體才能讓自身保持溫暖。

值得一提的是,在可以預見的未來里,太陽釋放的能量還會繼續增加,按照這樣的趨勢,在10億年之後,地球表面的溫度將會達到47至70℃,在這種溫度下,地球的海洋將會蒸發殆盡,而地球也將變成一顆不適合生命生存的星球。

當然了,有我們人類在,這樣的情況應該可以避免,相信未來的人類應該可以找到應對之法,再怎麼說,給地球裝上一個巨型的「遮陽傘」應該是沒有問題的,你覺得呢?

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/a6b32d8651da18ec016720ef67840350.html