雪球地球
有一种理论是关于地球在6.35亿年前处于近乎冻结的状态,气候科学家对此争论不休raybet雷竞技最新雪球地球.“雪球地球”一词描述了一颗行星可能存在的最冷状态。为了实现这一目标,全球平均气温必须达到-74华氏度(-50摄氏度)。大部分太阳辐射会被覆盖在地球上的冰雪的高反照率反射回太空。
在这之后的一段时间里,有证据支持这一假设。证据存在于含有混合物的沉积岩中
由粗糙的、未分选的巨石和鹅卵石与细粉砂和粘土混合而成。这些未分选的沉积物具有冰和冰川沉积,它们几乎在地球上所有的大陆上都有分布。根据沉积岩中发现的证据,也有人提出,在5.5亿至8.5亿年前,可能发生了两到四次这样的独立冰窖事件。
科学家们在这个问题上最大的争论是关于大陆的地理位置。如果一些大陆位于地球的赤道地区(热带地区),这支持了地球可能被完全冻结的假设。然而,如果所有的大陆都位于高纬度(极地),它们可能都被冻结了,但热带地区可能仍然没有冻结,这意味着整个地球不一定会冻结,尽管很大一部分可能会冻结。科学家们做了许多工作来确定大陆的地理位置。
由哈佛大学的Paul F. Hoffman(现场地质学家)和Daniel P. Schrag(地球化学海洋学家)进行的研究帮助回答了围绕这一显著气候事件的许多问题。raybet雷竞技最新最初的谜团之一是冰川碎片发现于热带海平面附近这一证据与今天看到的证据相矛盾——赤道附近的冰川现在只存在于海拔16404英尺(5000米)或更高的地方。即使是在上一次伟大的冰河时代,冰川没有形成低于13123英尺(4000米)的海拔高度。然而,霍夫曼和施拉格发现的不仅是海平面附近的冰川碎片,而且还混合着不同寻常的富含铁的岩石沉积物。奇怪的是,这些岩石应该只能在大气或海洋中氧气很少或没有氧气的环境中形成。然而,根据科学证据,当时的地球大气层应该与今天的大气层非常相似。更令人困惑的是,在冰川消退后形成的岩层中,也有可能是在温水中形成的岩石沉积物。这就产生了一个难题:如果地球如果冷到完全结冰,它是如何再次升温的,尤其是在如此炎热的条件下?除了这个难题之外,岩石中的碳同位素特征还暗示了生物产量的长期下降,这让科学家得出结论,在地球历史上的那个时期,生命发生了巨大的损失。霍夫曼和施拉格在2000年1月发表在《科学》杂志上的一篇文章中指出,他们在实地研究中解开了这些谜团。
根据他在1964年关于冰川岩石中矿物颗粒磁取向的发现和工作,剑桥大学的W.布莱恩·哈兰认为地球上的大陆都聚集在赤道附近。因为他认识到冰川一定覆盖了热带地区,哈兰是第一个提出整个地球经历了一次大冰川这一概念的地质学家冰期事件.当哈兰忙于他的研究,试图弄清楚冰川是如何在热带高温下幸存下来的时候,物理学家们开始开发地球气候系统的第一个基本数学模型。raybet雷竞技最新特别是米哈伊尔Budyko列宁格勒号
地球物理天文台发现了一种解释这个谜团的方法。他提出了一系列方程,描述了太阳辐射与地球表面和大气相互作用以控制气候的方式。raybet雷竞技最新当雪和冰在地球表面堆积时,它们的高反照率使大气冷却,并使它们的存在稳定和持久。布迪科所说的冰反射反馈同样的机制有助于现代吗极地冰原成长。
然而,在他的实验中发生了一件有趣的事情。他的气候raybet雷竞技最新模拟发现冰反射反馈可能会失控,这就是导致“雪球地球”的原因。当冰的形成在北纬30度以下和赤道以南,地球的反照率开始以更快的速度上升,因为每纬度一度的阳光直射到更大的冰表面。这导致反馈在他的模拟中变得如此强烈,以至于表面温度严重下降,这很快导致整个地球冻结。
起初,布迪科对他的结果感到困惑,他认为如果整个地球都冻结了,那么地球上的所有生命一定都死了。然而,当科学家们检查10亿年前的岩石时,他们发现了与现代形态相似的微小藻类,这使他们相信生命在这段时间内并没有停止。布迪科和其他科学家也不太把他的模型当一回事,因为他也认为,如果地球进入失控的冻结状态,它将无法摆脱这种状态。
然而,科学界对这些问题的态度在20世纪70年代开始改变,当时人们发现了生活在曾经被认为过于恶劣而不允许生命生存的地方的生物群落。今天的海底温泉支持微生物在化学物质而不是阳光下茁壮成长。这让Budyko和其他气候科学家发现了这样一个事实:在“雪球地raybet雷竞技最新球”时期,为温泉提供水源的火山活动将继续发挥作用,并很容易为生命提供支持。
新发现的证据也解释了为什么失控的冻结停止了——这一切都与二氧化碳有关。1992年,加州理工学院的地球生物学家约瑟夫·l·基尔施温克(Joseph L. Kirschvink)确定,在“雪球地球”期间,地球发生了移动板块俯冲带上方继续产生火山,向大气中释放二氧化碳。当二氧化碳在大气中聚集时,有没有降雨侵蚀岩石和埋藏碳(因为水是冰冻的),从而使二氧化碳含量变得极高。二氧化碳也通过海底火山和喷口进入海洋。多年来,由于温室效应,大气中的二氧化碳逐渐积聚并增加了辐射强迫。最终,赤道的温度达到了熔点,黑色的表面融水导致更多的太阳辐射被吸收,很快融化并暴露出更大面积的融水。这些反馈开始了融化地球上的冰的过程,可以想象,只需要几千年就可以从“雪球地球”中恢复过来。因此,“雪球地球”以一场大规模的温室效应加剧而终结——一场大规模的全球变暖事件。
科学家们已经发现了一些支持雪球地球存在的证据,比如下面这些。
•全球分布冰川沉积物在各大洲
•当时地球赤道附近的陆地上有冰川沉积物
•洪水和水流存在的证据是,在冰川的重量下,土地会被压下,然后当重冰融化,水从上面流出时,土地会被抬升
•冰川海洋沉积物发生在海洋表面最温暖的部分是雪球地球的证据的地区,也提出了快速气候变化的问题及其对当今地球上生命的重要性。raybet雷竞技最新从这次事件中可以看出,二氧化碳在地球气候中起着至关重要的作用。raybet雷竞技最新随着人类继续通过raybet雷竞技最新加热大气有了温室气体,快速的气候变化是一个严重的可能性,它可能对人raybet雷竞技最新类和环境产生深远的不良影响。
继续阅读:温室地球
这篇文章有用吗?
读者的问题
-
科妮莉亚3个月前
- 回复