24亿年前,一场持续了3亿年的严寒,地球被冻成了一颗大雪球

星空承载梦想 2025-01-31 10:16:07
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现代科学认为,我们的宇宙诞生于138亿年前,当时有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、密度无限大、热量无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后我们的宇宙快速的向四周膨胀,经过漫长的时间,宇宙才变成我们现在所看到的样子,宇宙中的天体都是在宇宙大爆炸之后形成的,我们的地球就是宇宙中的一颗行星,在大约46亿年前,银河系中的一片巨大分子云,因附近超新星爆发产生的冲击波等因素而开始坍缩,这片分子云主要由氢、氦以及少量重元素组成,分子云在坍缩过程中,中心区域密度和温度不断升高,旋转加快,物质逐渐向中心聚拢,形成了一个炽热、高密度的核心,这就是原始太阳。

太阳形成以后,周围剩余物质形成了一个围绕太阳旋转的扁平状星云盘,星云中的尘埃颗粒通过碰撞、静电等作用相互吸附、聚集,先形成毫米到厘米级的小颗粒,接着小颗粒不断碰撞合并形成更大的星子,星子再通过引力吸引不断吸积周围的物质,体积和质量持续增大,逐渐形成了行星胚胎,在行星胚胎的相互碰撞融合过程中,其中一个较大的行星胚胎不断吸积物质,质量和体积不断增加,逐渐形成了原始地球。原始地球和现在的地球差别很大,在形成过程中,由于物质引力作用,整体上趋近于球形,但因为不断有小行星、彗星等天体撞击,以及物质分布不均匀等,其表面并不光滑规则,存在很多因撞击形成的大坑和突起,外形更像是一个表面凹凸不平的球体。

原始地球形成时,小行星等天体的撞击产生巨大能量,同时内部放射性元素衰变也释放大量热量,使得地球内部处于高温熔融状态,岩浆在内部不断涌动,表面也有大量岩浆流,整个地球如同一颗巨大的火球,由于温度很高,原始地球表面难以存在稳定的液态水,水主要以水蒸气的形成存在于大气中,或在高温下迅速蒸发,只有在局部温度较低的区域,可能会有短暂存在的少量液态水。随着时间的推移,地球表面的温度开始慢慢冷却,形成了一颗平稳的星球,不过在地球漫长的历史上,并不是一成不变的,科学家通过研究发现,地球在大约24亿年前,经历了一场长达3亿年的严寒。当时地球被冻成了一个大雪球,这到底是怎么回事呢?

这一事件被称为是休伦冰期,这是地球历史上最为严重的事件,对地球的气候造成了巨大的影响,科学家推测,在此期间,整个地球的表面全部被厚厚的冰层所覆盖,山脉在巨大的压力下也发生了变形,海洋表面结了厚厚的冰,地球上的生态系统受到了前所未有的冲击,大量物种也因此灭绝,少量的物种在极端环境的压力下,进化出耐寒的生理特性。当然这一事件并非全是坏事,因为在地质方面,大量的冰川运动对地表岩石进行了侵蚀、搬运和堆积,塑造了独特的地貌,也改变了地层结构,留下了丰富的冰川沉淀物,这为后来人类发展提供了重要的线索。看到这里,相信很多人都会产生疑问,为什么会出这种情况?

科学家认为造成这次事件的主要原因是蓝藻,休伦冰河时期的形成主要“得益于”蓝藻等生物进行的光合作用,目前已知的最古老的蓝藻化石,是大约35亿年前在澳大利亚西部发现的丝状蓝藻化石,这就表明至少在35亿年前,蓝藻就已经出现在地球上了。蓝藻也是地球上已知最早能进行光合作用的生物。众所周知,二氧化碳和甲烷是常见的两种温室气体。然而在休伦冰河时期,蓝藻大量繁殖,不断的光合作用会持续吸收二氧化碳合成有机物,使大气中的二氧化碳浓度降低,而光合作用产生的氧气,又会使得大气中的甲烷不断被氧化。在蓝藻的不断“努力”下,大气温室效应逐渐减弱,地球的保温能力随之下降。

除此之外,在进行光合作用时,蓝藻通过气孔吸收二氧化碳,水分也会从气孔散失到大气中,这就是蒸腾作用。水分蒸发会吸收热量,降低周围环境的温度,大面积植被的蒸腾作用也对气候产生了明显的降温效果。而且由于当时太阳光度较低,使得地球热量难以维持表面的温度,所以才会让地球进入冰冻状态。这段时间以来,地球上的生物种类至少减少了三分之一,冰河时期还带来了海平面上升和风暴增加等问题,冰河融化引发的海平面上升导致岛屿和沿海城市不断被淹没,而风暴也比之前更加频繁和猛烈,除了地球环境和生物能够影响冰河期到来之外,还有的专家认为,太阳的公转也可能会导致冰河期的到来。

科学家认为,太阳在银河系中公转,会使地球所处的引力环境等发生极其缓慢的变化,进而影响地球的轨道参数,如地球公转轨道的偏心率、地轴的倾斜角度和岁差等,这些参数的变化会改变地球接收到的太阳辐射量和分布情况。当这些参数变化到一定程度,可能使地球中高纬度地区在夏季接收到的太阳辐射量显著减少,导致冰雪不易融化,进而引发冰河期。而且太阳在银河系中公转时,会穿越不同的星际物质区域。如果进入星际物质密度较高的区域,可能会影响太阳的活动,也可能使太阳系受到更多彗星等小天体的撞击。太阳活动减弱会减少太阳辐射输出,而大量彗星撞击可能会扬起大量尘埃进入大气层,阻挡太阳辐射,两者都可能使地球气温下降,增加冰河期出现的可能性。

不过,地球冰河期的形成是一个复杂的过程,是多种因素共同作用的结果,除了与太阳公转相关的因素外,还包括地球自身的板块运动、大气成分变化、海洋环流变化等。在地球漫长的历史过程中,除了这次冰河时期之外,还出现过其它比较严重的冰河时期,比如说8.5亿年到6.35亿年前的新元古代,早在新元古代的10亿年前,地球赤道附近的陆地聚合在一起,形成了罗迪尼亚(Rodinia)超大陆。在7.5亿年前,这个超大陆受岩石圈拉张而分裂,形成多个小陆块,使得陆地海岸线骤增,其结果导致生物光合作用不断增多及大陆硅酸盐岩石大量风化。两者作用的叠加结果是加剧CO2吸收,使之在大气中不断减少,温室效应不断减弱,全球温度降低。

随着地球冰面的增加,增强了地面的反照率,地球变得更冷,“冰室效应”统治了地球。一个玉洁冰清的寒冷地球游荡在宇宙中。在3.6亿年到2.6亿年前,出现了晚古生代大冰期,当时地球上遍布植物,一些树木甚至有几十米的高度。这些植物大量吸收二氧化碳,排出氧气,破坏了当时的碳平衡,导致地球大气层中的二氧化碳含量迅速降低。在晚古生代大冰期期间,地球大气层的二氧化碳含量曾低至100ppm,大概是现在的四分之一,气温极低。二氧化碳虽然对人体有害,过多摄入会导致二氧化碳中毒,但同时它也是保护人类生存的一道屏障。它具有很强的保温作用,这样就有效保证了地球的温度不会过于寒冷,各种生物可以生存繁衍。

当时地球大气层中的二氧化碳迅速减少,于是各种生命就迎来了大寒冬,一些动物无法承受严寒,纷纷走向了灭绝。而罪魁祸首植物也并不好过,它们的抗寒能力比动物差多了,很多都被冻死了。离人类最近的一次大冰期是260万年前,被称为第四纪大冰期,人类活动就出现在这个历史时期,随着第四纪大冰期开始,气温开始逐渐下降,太平洋水温从之前的15摄氏度降低到现在的2摄氏度左右,这次大冰期是一个相对温暖的时期,人类开启了文明时代,第四纪时期地球的气候经历了多次寒冷期和间冰期交替的周期,这导致了冰川的扩张和收缩。这种气候变化与全球气候系统的复杂相互作用有关,涉及大气海洋陆地等多个要素。

从科学的角度来看,对于第四纪冰川的研究有助于我们理解全球气候变化的机制,预测未来气候的变化趋势,以及评估全球变暖带来的环境影响,对于保护和管理地球资源防止和减轻自然灾害,也具有一定的指导意义。冰河时期的出现不仅仅对地球生态环境有一定的影响,对人类发展来说也有很大的影响,人类需要制造工具来抵抗寒冷,不过冰河时期对于现在地球生态环境来说有一定的好处,目前地球温室效应严重,全球气候不断升高,长久下去,对于生物发展来说有巨大的危害,比如说极地冰川融化,北极熊、企鹅等动物失去大量冰面栖息地;海平面上升,沿海和岛屿生物的生存空间被压缩,如伊洛瓦底江海豚因河口淡水温度和盐度变化面临威胁。

而且许多鸟类种群数量下降,气温上升3.5摄氏度可能导致600至900种鸟类濒临灭绝;一些适应温暖环境的物种数量可能增加,如蚜虫在二氧化碳浓度升高时个体取食量增加,种群扩大。生物的分布、数量和物候变化会打乱原有的食物链和食物网关系,使一些生物因食物短缺或捕食关系改变而受到影响,如植物花期提前可能导致依赖其花蜜的昆虫在食物短缺时繁殖困难,进而影响以这些昆虫为食的鸟类等动物。而且南极和北极的冰川如果全部融化,那么海平面至少会上升70米,到时候所有的沿海城市都会被淹没,原本地球上的陆地面积只占到总面积的百分之29,如果沿海城市都被淹没以后,那么陆地面积将会变得更小。

除此之外,科学家还在融化的冰川中发现了远古病毒,这些远古病毒并没有死亡,它们只是冬眠了,科学家经过研究发现,这些远古病毒还具有传染性,这对于现代生物来说威胁巨大,所以人类需要尽快解决全球变暖的问题,比如加大对太阳能、风能、水能、地热能等再生资源的利用,慢慢减少煤炭、石油和天然气等化石燃料,大规模植树造林,保护湿地生态系统,加强对海洋生态系统的保护,减少海洋环境的破坏。这样我们的地球环境才能够变得越来越好,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,虽然人类科技发展的速度很快,但是也给地球环境带来了巨大的影响,希望人类在发展科技的同时能够保护好地球环境,对此,大家有什么想说的吗?

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星空承载梦想

简介:本人爱好天文,擅长写科学领域的文章