最新地質(zhì)學證據(jù)表明：地球曾經(jīng)是個“雪球”(4)

2010-04-03 22:52?來源 (南方周末)

對于溫室氣體的變化，也有人提出不同于霍夫曼等人的理論。法國國家科學研究中心的唐納狄歐(Yannick Donnadieu)與他的合作者認為，“超級地幔柱”會在赤道附近形成大規(guī)模的玄武巖。玄武巖是一種火山巖，比較容易和大氣中的二氧化碳反應發(fā)生風化。經(jīng)過大量的數(shù)學模擬，他們認為如果“超級地幔柱”能夠在赤道附近產(chǎn)生800萬平方公里的玄武巖，那么僅僅這些玄武巖的風化作用就將大大消耗大氣中的二氧化碳，完全能夠在短期內(nèi)將大氣的二氧化碳濃度降至0.025%左右。當時的太陽輻射比現(xiàn)在要弱，所以這就能夠觸發(fā)“冰室效應”，并最終導致“雪球地球”產(chǎn)生。

“雪球”，還是“半融雪球”？

“雪球地球”假說成功地解釋了很多地質(zhì)現(xiàn)象。比如，在新元古代冰期沉積物中，廣泛地出現(xiàn)一種叫做“條帶狀磁鐵礦”(BIF)的鐵礦層。這種鐵礦主要出現(xiàn)在20億-30億年前，是今天地球上最重要的鐵礦資源，澳大利亞和巴西采集的鐵礦石主要就是這類鐵礦。

雖然有一系列證據(jù)支持“雪球地球”假說，它也還受到了很多的挑戰(zhàn)。這其中最主要的是，當時整個地球真的完全被冰層所覆蓋嗎？如果是那樣的話，生命又是怎么在這么嚴酷的條件下幸存下來？有很多科學家認為所謂的“雪球地球”，不過是一次大的冰河事件。他們認為，當時在赤道地區(qū)的確有一些冰雪覆蓋，但是還有很多水域其實并沒有結(jié)冰，海洋還保持著與大氣的連通。他們稱這樣的地球為“半融雪球地球”(Slushbal Earth)。

倫敦帝國學院的地質(zhì)學家艾倫(Philip A. Alen)在新元古代的冰期沉積巖中發(fā)現(xiàn)了一些波紋狀的痕跡，這被認為是反對“雪球地球”的有力證據(jù)。在沉積巖形成的初期，如果周圍的水體發(fā)生波動，就會在沉積巖中留下波痕的記錄。艾倫認為如果當時的海面完全被冰雪覆蓋，水體應該是非常安靜的，不會在海底的沉積巖中留下痕跡；只有海面是開闊的，受風力產(chǎn)生波紋，水下的沉積巖才會留下這樣的波紋印記。

德國申根堡研究所的米切爾斯(Arne Micheels)對當時的氣候變化進行了一個模擬實驗，結(jié)果也支持“半融雪球地球”。他們發(fā)現(xiàn)，如果當時是一個完全冰封的“雪球地球”，赤道附近的氣溫可能在零下45℃左右，而兩極的氣溫將低至零下70℃以下。正常情況下，二氧化碳在零下56.6℃就會變成液體，在零下78.48℃就會變成固體。可以想象，如果兩極的溫度達到零下70℃以下，二氧化碳將變成液體或者固體，那么大氣很難保持高濃度的二氧化碳，無法形成有力的“溫室效應”，“雪球地球”將不再融化。另一方面，如果當時是一個“半融雪球地球”的話，兩極的氣溫可能達到零下50℃左右，而赤道附近的氣溫還保持在零度以上。這樣的結(jié)果不但滿足了赤道附近的水域不會完全結(jié)冰，同時也保證兩極大氣中二氧化碳不被液化或固化，確保這個“半融雪球地球”最終能夠因為“溫室效應”而融化。　　本文“”來源：http://m.hangqichache.cn/keji/dili/14129.html，轉(zhuǎn)載必須保留網(wǎng)址。

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