雪球地球 確切的觸發因素仍然未知最近科學家提出一種新理論來解釋

[peter]

 雪球地球 確切的觸發因素仍然未知最近科學家提出一種新理論來解釋
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“雪球地球”如何導致復雜生命體的演化
http://www.cnbeta.com/articles/science/642417.htm

大約距今約7.71億年前，地球表面從兩極到赤道全部結成冰，地球出現Sturtian冰期，
被非正式地稱為“雪球地球”（Snowball Earth）事件。
這也被認為是地球上經歷過的最極端和持久的冰河時代。
在5000萬年左右的時間里，整個地球基本都被冰覆蓋。
研究人員認為Sturtian冰期與下一個冰期間隔時間大約為1500萬年左右。
澳大利亞國立大學的科學家認為，正是這個相對較短的時間框架“藻類開始崛起”。
但是在這段時間內究竟發生什么引起地球上出現如此巨大的生態轉變？

首席研究員Jochen Brocks解釋說：“地球被冰雪覆蓋了5000萬年。
巨大的冰川將令山脈坍塌，釋放營養物質，當積雪開始融化時，
河流將各種營養物質沖入海洋中。”海洋中大量的營養物質為海藻繁殖提供了完美的條件。
澳大利亞國立大學科學家通過研究在澳大利亞中部發現的古代沉積巖來跟蹤新型藻類。
Brocks博士表示：“我們將這些巖石粉碎并粉碎，并從中提取古生物的分子。
藻類大量繁殖現在被認為是允許更大和更復雜的生命形式發展的主要觸發因素。

Brocks博士說：“食物網底層的這些大而富有營養的生物提供了復雜生態系統演變所需的能量，
這使復雜的生態系統出現，使包括人類在內的復雜動物可以在地球上茁壯成長。”

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雪球地球 確切的觸發因素仍然未知最近科學家提出一種新理論來解釋

https://technews.tw/2020/08/03/snowball-earth-ice-ages-ice-albedo-feedback-carbonate-silicate-cycle/
歷史上，地球至少有 2 次全球被覆蓋在冰雪之下，連海洋都凍結 

但確切的觸發因素仍然未知最近科學家提出一種新理論來解釋
最近科學家提出一種新理論來解釋，有別於以往認為是太陽輻射量降到閾值之下才引發，麻省理工學院科學家指出，地球步調被打亂、短時間內陽光入射量迅速下降就會引起這種現象。

雪球地球（Snowball Earth）一詞是為了解釋一些地質現象而提出的假說，由加州理工學院地質教授 Joseph Kirschvink 於 1992 年首度使用。該理論指出新元古代（Neoproterozoic，符號 NP）曾發生過一次嚴峻冰河期，當時地球海洋全部被凍結，地球表面全部被冰川覆蓋。僅厚達 2 公里的冰層下存有少量因地熱而融化的液態水。

雪球地球情景與冰河期（ice age）不同，冰河時期是地球大氣與地表長期處於低溫、導致極地冰蓋與高山冰川大幅擴張覆蓋整個大陸的一段時期，目前最後一個冰河期結束於約 11,000 年前，但與雪球地球相比，冰河期只是小巫見大巫。

不過目前還找不太到觸發雪球地球的成因，長期以來，研究人員認為雪球地球的形成與入射陽光、冰反照率反饋和全球碳循環之間的平衡有關，即陽光輻射通量或二氧化碳通量變化降低到閾值之下，由於抵達地球表面的陽光入射量大減、或二氧化碳大幅逸散到外太空，便導致全球冰川化。

但是麻省理工學院科學家 Constantin Arnscheidt 提出另一種解釋：如果陽光輻射通量或二氧化碳通量並未超過臨界閾值、而是變化的速率超過閾值呢？

在新模型中，研究人員模擬了冰河期的地球動力系統──主要是冰反照率反饋（ice-albedo feedback）與碳酸鹽－矽酸鹽循環（carbonate-silicate cycle）的相互作用，結合入射和反側的太陽輻射、地球表面溫度、大氣中二氧化碳濃度、風化作用對吸收與反射太陽輻射等變量，觀察究竟是哪些條件引發雪球地球。

冰反照率反饋屬於積極反饋，隨著地球凍結接近雪球地球，結冰的表面將更多陽光反射回外太空，反過來又加速了進行中的冷卻效果。但隨著地球表面的冰變多，碳酸鹽－矽酸鹽循環卻亂序了，被冰層密封的岩石吸收大氣碳的能力降低，因此大氣實際上會積累二氧化碳產生溫室效應，最終使行星脫離冰河期，這也是理論上為何雖然存在冰反照率反饋、但地球不會陷入永久雪球地球狀態的原因。

模擬結果表明，當太陽輻射量以比臨界速率更快的速度下降，就算沒有達到陽光入射量臨界閾值，引發雪球地球的機率也更大。Constantin Arnscheidt 估計，太陽入射量如果在 10,000 年時間內迅速下降約 2%，就會進入雪球地球時代。

地球上有哪些機制過程可能導致陽光入射量迅速減少？研究人員指出：火山爆發把大量氣膠噴入大氣、或是某些原始藻類可促進光反射雲形成等，都有可能觸發雪球地球。

這項模擬告訴我們不只要警惕氣候變化的幅度，還要多關注變化速度，並注意人為活動是否可能誘發導致陽光入射量減少的臨界點。新論文發表在《皇家學會報告 A》（Proceedings of the Royal Society A）。