雪球地球可能拥有动态气候和开放海域

英国 - 艾赫巴里通讯社

雪球地球可能拥有动态气候和开放海域

基于古代岩石构造的新发现表明，地球在其6亿多年前被称为“雪球地球”（Snowball Earth）的最极端全球冰封事件期间，也经历了动态气候，并伴有不可预期的周期，以及可能部分开放的海洋。这些发表在《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）杂志上的研究结果，挑战了传统观点，即认为这些冰川时期气候极为稳定且平静。

在约7.2亿至6.35亿年前的古元古代（Cryogenian period）期间，地球经历了两次严峻的全球冰河时期。第一次，被称为斯图尔特冰期（Sturtian glaciation），据信在约7.17亿至6.58亿年前覆盖了地球的大部分地区。这一时期常被视为相对气候稳定的时期，厚厚的冰盖可能将地表与复杂的大气和海洋相互作用隔离开来。

然而，由英国南安普顿大学的地球科学家克洛伊·格里芬博士（Dr. Chloe Griffin）领导的一个团队，对苏格兰西部海岸外的加维拉赫群岛（Garvellach Islands）的岩石进行了研究。这些可追溯到斯图尔特冰期的岩石，展现了保存异常完好的层状结构。这些层理在粗糙和细密的沉积物之间交替出现，这种模式在此类岩石中很少见，因为大多数古元古代的岩石都因冰川活动而严重侵蚀和混乱。

格里芬博士及其同事将这些层理解释为年度记录。在现代冰川湖中，粗沉积物在夏季由冰川融水携带，而在冬季融水停止时，则沉淀下细小的粘土。这个过程每年都会产生两个不同的层。研究的岩石包含大约2600对这样的层，表明它们记录了约2600年的气候历史。

该研究的合著者、同大学的地球科学家托马斯·格农（Thomas Gernon）表示：“在如此遥远的时间里找到年度记录是前所未有的。” 他解释说，每层沉积物的厚度都提供了关于季节性天气条件的线索。例如，一个更温暖的夏天可能导致冰川运动和侵蚀增加，从而形成更厚的沉积层。

通过对层厚模式进行数学分析，研究人员识别出四个独特的が气候周期。这些周期以大约4-4.5层、9层、13.7-16.9层和130-150层的间隔重复出现。这些模式与众所周知的现代气候周期惊人地吻合。特别是4至4.5年的周期，与厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation, ENSO）现象非常相似，该现象通过热带太平洋与大气之间的热量交换影响全球天气模式。

格里芬博士指出，这一观察结果支持“热带地区海洋与大气之间某种形式的热量传输”的存在。这反过来又意味着，在雪球地球时期，可能存在一个部分开放的海洋，很可能靠近赤道。研究人员推测，另外三个已识别出的周期可能代表太阳强度的波动。

其他专家强调了这些发现的重要性。苏格兰圣安德鲁斯大学的地质学家托尼·普्रे夫（Tony Prave）没有参与这项研究，他评论道：“将这些层解释为年度记录是合理的。你可以在瑞士的冰川湖中找到类似的沉积物。”

这些发现为关于雪球地球事件的范围、严重性以及开放水域是否存在的问题提供了持续的辩论。尽管全球数据常常支持一个完全冰封、生物地球化学循环停止、海洋与大气相互作用最小化的观点，但加维拉赫群岛等地点却暗示着一个更具活力的气候体系。格农推测，这些岩石可能反映了短期升温事件，可能由火山活动或小行星撞击引起。虽然研究的层理跨越了约2600年，但斯图尔特冰期本身持续了5900万年。普्रे夫也认为，这些岩石构造可能形成于斯图尔特冰期开始或结束时的过渡时期，当时地球正在部分解冻。

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