| 碳-12的二氧化碳,从而有机体中的碳-13比作为无机物的碳酸钙中的碳-13含量低2.5%。这样,如果一个海底地层中有机物堆积得多,碳-12就多,反之如果碳-13多,就说明沉积的主要是碳酸钙而有机物沉积少,这个时期的生命活动就少。这个时期的碳-13极低值说明的确有过大规模的生物灭绝的出现(碳-13达到低谷的最低值说明此后碳-13含量开始回升,必然意味着冰期已经结束,生命活动已经逐步恢复,所以瓦兰吉尔冰期末期的碳-13达到极低值的时间也被作为埃迪卡拉生物群兴盛的埃迪卡拉纪的开始)。
其四是之后生命的突然繁盛,早期雪球地球假说的支持者把寒武纪生命大爆发作为证据,现在则以紧接着这个时期出现的埃迪卡拉生物群的兴盛作为证据,他们认为埃迪卡拉纪多细胞生物的突然大规模出现是因为某种抑制生命发展的外界环境因素的消失,而这个外界环境因素就是瓦兰吉尔冰期的极度严寒。
有关雪球地球的最初成因,预计和当时的板块运动有关。在大约10亿年前,全球所有的陆地汇聚到一起,形成了一个超级大陆罗迪尼亚(Rodinia),罗迪尼亚这个名字来自保加利亚语和俄语中“故土”(Homeland)这个词汇。这个超级大陆位于赤道地区,大陆的这种分布导致硅酸盐岩石风化加快,大量吸收大气中的二氧化碳转化成碳酸盐岩石。大气中二氧化碳的减少降低温室效应,导致气温下降。
现代的大陆分布使得低纬度地区海洋多,高纬度地区陆地多,和罗迪尼亚超级大陆的时代正好相反。由于水的比热容最大,所以热带海洋是热量的储存库,这样,现代的分布状态能够良好地调节气候,而罗迪尼亚超级大陆的时代则不能。而且现代的分布方式使得高纬度地区一旦开始冰封,就覆盖大陆停止岩石的风化,减少对二氧化碳的消耗,而罗迪尼亚超级大陆的时代高纬度地区开始冰封只覆盖海洋,不影响罗迪尼亚的岩石风化。这样,那时的世界就缺乏一个自我平衡机制。在罗迪尼亚形5千万年后,也就是9.5亿年前,积累的效果就使得现在的刚果河盆地附近出现了冰川,并继续恶化下去,直到最后使地球变成大雪球。
 6.5亿年前的陆地分布,此时仍旧处于瓦兰吉尔冰期。
雪球地球假说的支持者认为,变成雪球的地球由于被大冰川覆盖了大陆,使得硅酸盐岩石无法再风化,就无法再吸收二氧化碳,而大气中的二氧化碳由于亿万年中火山爆发等因素的积累,重新达到一定的浓度,终于使温室效应重新发挥作用,而此时罗迪尼亚超级大陆已经在7.5亿年前重新分裂成8块,要等到二叠纪才会重新汇聚成新的超级大陆盘古大陆(Pangea)。到瓦兰吉尔冰期结束的5.8亿年前,大片陆地已经漂移到高纬度地区,不会再产生之前的大幅度吸收二氧化碳的效果。
根据计算,要让强烈反射阳光的雪球地球解冻,大气中的二氧化碳浓度必须达到我们今天呼吸的大气中的二氧化碳浓度的350倍,达到这样的浓度后,积累的热量就可以让赤道地区的海洋解冻,从而出现一条深色条带,增加太阳能的吸收效率,这样,增加吸收太阳能就加在二氧化碳的温室效应之上,进一步加大热量,并让更北的地区解冻,从而进一步循环。这同样是一种链式反映,将在一个很短的地质时期完成解冻过程,用的时间可能还不到1千年。
这时,地球就能够下雨了,雨水将把大气中丰富的二氧化碳变成弱碳酸带到地面,并和裸露的硅酸盐岩石反应,使岩石表面变成碳酸盐,碳酸盐的岩石很容易风化碎裂,碎片会被冲刷入海洋并沉积下来形成厚厚的碳酸盐岩石地层,而这样的岩层不难被发现。
 冰川沉积物
上面的照片由雪球地球假说的坚定支持者Hoffman同Schrag拍摄于纳米比亚的骷髅海岸(Skeleton Coast),靠下面标出的两条白线之间是瓦兰吉尔冰期的冰川沉积物,其上一直到最上方的白线处都是厚厚的碳酸盐岩石地层
雪球地球假说并非没有遇到挑战,对于如何解释低纬度地区出现的冰川遗迹,Williams在1975年提出观点认为当时的地球轨道倾角和现在不同,不是目前的大约20度而是达到了大约54度,使得太阳 上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页 |