最新地质学证据表明：地球曾经是个“雪球”(4)

对于温室气体的变化，也有人提出不同于霍夫曼等人的理论。法国国家科学研究中心的唐纳狄欧(Yannick Donnadieu)与他的合作者认为，“超级地幔柱”会在赤道附近形成大规模的玄武岩。玄武岩是一种火山岩，比较容易和大气中的二氧化碳反应发生风化。经过大量的数学模拟，他们认为如果“超级地幔柱”能够在赤道附近产生800万平方公里的玄武岩，那么仅仅这些玄武岩的风化作用就将大大消耗大气中的二氧化碳，完全能够在短期内将大气的二氧化碳浓度降至0.025%左右。当时的太阳辐射比现在要弱，所以这就能够触发“冰室效应”，并最终导致“雪球地球”产生。

“雪球”，还是“半融雪球”？

“雪球地球”假说成功地解释了很多地质现象。比如，在新元古代冰期沉积物中，广泛地出现一种叫做“条带状磁铁矿”(BIF)的铁矿层。这种铁矿主要出现在20亿-30亿年前，是今天地球上最重要的铁矿资源，澳大利亚和巴西采集的铁矿石主要就是这类铁矿。

虽然有一系列证据支持“雪球地球”假说，它也还受到了很多的挑战。这其中最主要的是，当时整个地球真的完全被冰层所覆盖吗？如果是那样的话，生命又是怎么在这么严酷的条件下幸存下来？有很多科学家认为所谓的“雪球地球”，不过是一次大的冰河事件。他们认为，当时在赤道地区的确有一些冰雪覆盖，但是还有很多水域其实并没有结冰，海洋还保持着与大气的连通。他们称这样的地球为“半融雪球地球”(Slushbal Earth)。

伦敦帝国学院的地质学家艾伦(Philip A. Alen)在新元古代的冰期沉积岩中发现了一些波纹状的痕迹，这被认为是反对“雪球地球”的有力证据。在沉积岩形成的初期，如果周围的水体发生波动，就会在沉积岩中留下波痕的记录。艾伦认为如果当时的海面完全被冰雪覆盖，水体应该是非常安静的，不会在海底的沉积岩中留下痕迹；只有海面是开阔的，受风力产生波纹，水下的沉积岩才会留下这样的波纹印记。

德国申根堡研究所的米切尔斯(Arne Micheels)对当时的气候变化进行了一个模拟实验，结果也支持“半融雪球地球”。他们发现，如果当时是一个完全冰封的“雪球地球”，赤道附近的气温可能在零下45℃左右，而两极的气温将低至零下70℃以下。正常情况下，二氧化碳在零下56.6℃就会变成液体，在零下78.48℃就会变成固体。可以想象，如果两极的温度达到零下70℃以下，二氧化碳将变成液体或者固体，那么大气很难保持高浓度的二氧化碳，无法形成有力的“温室效应”，“雪球地球”将不再融化。另一方面，如果当时是一个“半融雪球地球”的话，两极的气温可能达到零下50℃左右，而赤道附近的气温还保持在零度以上。这样的结果不但满足了赤道附近的水域不会完全结冰，同时也保证两极大气中二氧化碳不被液化或固化，确保这个“半融雪球地球”最终能够因为“温室效应”而融化。 (责任编辑：温州在线)