是什么让地球在7亿年前变成了一个巨大的雪球

AdrianaDutkiewicz博士在前往弗林德斯山脉进行实地考察时受到启发，了解火山活动如何将我们的蓝点变成冰雪覆盖的星球。他们与DietmarMuller教授和EarthByte小组一起得出了答案。

澳大利亚地质学家利用板块构造模型来确定七亿多年前地球历史上最有可能导致极端冰河时期气候的原因。

这项发表在《地质学》上的研究有助于我们了解地球内置恒温器的功能，防止地球陷入过热模式。它还显示了全球气候对大气碳浓度的敏感程度。

“想象一下地球几乎完全被冻结，”该研究的主要作者、ARC未来研究员AdrianaDutkiewicz博士说。“这正是大约7亿年前发生的事情;地球从两极到赤道都被冰覆盖，气温骤降。然而，到底是什么造成了这种情况一直是一个悬而未决的问题。

“我们现在认为我们已经破解了这个谜团：火山二氧化碳排放量处于历史低位，这得益于现在加拿大境内一大堆火山岩的风化;吸收大气二氧化碳的过程。”

该项目的灵感来自于这一时期古代冰川留下的冰川碎片，这些碎片可以在南澳大利亚弗林德斯山脉中观察到。

最近，由阿德莱德大学的合著者艾伦·柯林斯教授带领的一次对山脉的地质实地考察促使研究小组使用悉尼大学的EarthByte计算机模型来调查这个冰河时代的原因和异常长的持续时间。

延长的冰河时代，也被称为斯图尔特冰川期，以19世纪澳大利亚中部欧洲殖民探险家查尔斯·斯特特(CharlesSturt)的名字命名，从717年延伸到6.6亿年前，这个时期远早于恐龙和复杂的陆地植物生命存在。

杜特凯维奇博士说：“对于这个极端冰河时代的触发和结束，人们提出了各种各样的原因，但最神秘的是它为何持续了5700万年——这是我们人类难以想象的时间跨度。”

研究小组回到了板块构造模型，该模型显示了古代超大陆罗迪纳分裂后大陆和海洋盆地的演化。他们将其连接到一个计算机模型，该模型可以计算洋中脊水下火山的二氧化碳脱气情况，洋中脊是板块分离和新洋壳诞生的地方。

他们很快意识到，斯图尔蒂安冰河时代的开始与火山二氧化碳排放量的历史最低水平恰好相关。此外，在整个冰河时期，二氧化碳的流出量仍然相对较低。

杜特凯维奇博士说：“当时，地球上还没有多细胞动物或陆地植物。大气中的温室气体浓度几乎完全由火山释放的二氧化碳和消耗二氧化碳的硅酸盐岩石风化过程决定。”

悉尼大学的合著者DietmarMüller教授表示：“此时地质主宰了气候。我们认为斯图尔特冰河时代的开始是由于双重打击：板块构造重组使火山脱气降至最低限度，同时加拿大的一个大陆火山省开始侵蚀，消耗大气中的二氧化碳。

“结果是大气中的二氧化碳浓度下降到冰川作用开始的水平——我们估计低于百万分之200，不到今天水平的一半。”

该团队的工作提出了有关地球长期未来的有趣问题。最近的一项理论提出，在接下来的2.5亿年里，地球将向终极盘古大陆演化，这是一个非常炎热的超级大陆，以至于哺乳动物可能会灭绝。

然而，随着大陆碰撞的增加和板块减速，地球目前也正处于火山二氧化碳排放量降低的轨道上。那么，盘古大陆也许又会变成一个雪球。

杜特凯维奇博士说：“无论未来如何，重要的是要注意，这里研究的这种类型的地质气候变化发生得极其缓慢。据NASA称，人类引起的气候变化发生的速度比我们以前看到的快10倍。”

研究

“斯图尔特“雪球地球”冰川作用的持续时间与异常低的洋中脊排气有关”，Dutkiewicz,A.等人(地质学，2024年)。DOI：10.1130/G51669.1

地球字节集团

这项工作是由悉尼大学EarthByteGroup开发的GPlates板块构造软件推动的，该软件是过去十年中一系列发现的基础，为地质学如何成为核心长期驱动因素提供了重要的知识气候和生物多样性。GPlates的开发得到了AuScope国家合作研究基础设施系统(NCRIS)计划的支持。

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