想象一個冰封世界
從南極到北極都銀裝素裹
這片凍土平原上沒有任何生物
只有冰川在其間默默漂移
這不是什么缺乏光照的遙遠星球
根據一個激進的理論
這是六億五千萬年前的地球
沒有人知道什么導致了這樣災難性的冰凍
但若災難曾發生過
是否可能再次發生
原創翻譯 雙語字幕
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僅供學習 禁止用于任何商業盈利行為 更多影視更新 請登陸 www.YYeTs.com
翻譯：奧特慢 Fiona DayDay 小小石頭 校對：幽幽&傲骨 時間軸：玖月 后期&特效：丟丟丟 總監：丟丟丟
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探索頻道
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科學新發現系列
雪地球
發揮想象 描繪一個最深刻的冰河世紀
溫度驟降 即便在赤道附近也是零度以下
不久之后 冰雪會把整個地球都包裹住
研究表明這種現象可能發生過不止一次
而是在地球上曾經發生過三次
歡迎來到雪地球
毫無疑問 雪地球
是我們可以設想到的
地球所經歷過的最極端的氣候變化
如果今天全球冰封會怎樣
大量冰川從極地延伸而來
一路摧毀一切
首先 加拿大人為了捕魚
不得不把冰洞挖得更深
接著 華盛頓 愛達荷 蒙大拿
北達科他 明尼蘇達 密歇根 緬因州的州長們
都將宣布進入聯邦緊急狀態
城市停止運轉
電線坍塌 供水凍結
汽車無法啟動
道路交通被冰雪堵塞
建筑在積雪的重壓下變形 崩塌
所有的一切都被冰封
我們脆弱的身體為了生存而努力掙扎
我認為如果雪地球再次發生
人類社會將被毀于一旦
海洋冰封
魚類死亡 海洋生態系統崩潰
人類的食物供給很快被耗盡
所有幸存的人類都將遁入冰冷的地獄
人類大量滅絕
皆因無法在此條件下種植充足的食物
雖然看起來令人震驚
但地球很可能被完全凍結
科學家正在意想不到的地方尋找線索
故事始于一個謎
在澳洲南部干旱的費林德斯山脈
古代巖石層夾雜著非同尋常的巖石
這些石頭皆非本地原產
它們被稱為"墜石"
墜石嵌入六億五千萬年前形成的
古代沉積巖層海底
蒂姆·儒伯
加州理工學院地質學家
致力于費林德斯山脈的墜石搜尋
蒂姆·儒伯博士 加州理工學院
這是一份墜石樣本
一塊古老的巖石
墜入古老的海底泥層
這些墜石
與周圍的沉積巖床明顯不同
一定是某種強大的力量把它們帶到這里
但是什么力量呢
丹·施拉格
哈佛大學地球與行星科學系教授
認為這種力量來自冰川
我們在這里制造出了冰塊
并把砂礫摻入其中
丹·施拉格教授 哈佛大學
使這些冰塊模擬出冰川
從陸地上攜卷起巖石的效果
當我們把它們放入水中
冰塊就會融化
沙礫則會沉入水底
就像海底的墜石
在某段時期 該區域被厚厚的冰層覆蓋
這些墜石就是證據
但很難解釋的是
冰雪是如何能夠覆蓋在南澳太陽炙烤的山脈
除非大陸本身曾處于一個截然不同的地區
大陸并非靜止不動
由于板塊的漂移
它們在地球表面緩慢移動
大約六億五千萬年前
弗林德斯墜石在此著陸
大陸地貌變得截然不同
因為墜石在冰下形成
也許澳大利亞曾位于靠近極地的
低溫地帶
為了定位遠古時期大陸的位置
科學家們對巖石進行了磁特性研究
某些沉積巖含有磁性粒子
在巖石形成的過程中 這些鐵離子
與地磁場走向一致
在極地附近 它們排成直角
垂直穿過沉積巖層
在赤道附近
則與沉積巖層保持平行
即使巖石移動
這些磁性粒子獨特的排列結構
也能保持不變
這就是巖石的"地質指紋"
加州理工學院帕薩迪納實驗室的喬·克茨芬克教授
對磁力深深著迷
磁力充滿魔力
我甚至用一塊磁石的名字為我的長子取名
約瑟夫·克茨芬克教授 加州理工學院
我熱愛磁力
克茨芬克及其團隊成員
對墜石周圍六億五千萬年前成形的巖石進行分析
結果出乎意料
澳洲該地區與赤道的夾角不到五度
而它又是最不可能
會有冰川存在的地區
但克茨芬克非常肯定
這種古老巖石仍保持著最初的磁性特征
如果巖石成形后遇高溫受熱
那么它的原生磁性會改變
回到弗林德斯山脈
克茨芬克的團隊發現了
具有條紋的沉積巖就是很好的證明
看 成千上萬的泥層
從六億三千五百萬年前形成的冰原邊的
冰川湖里一層一層不斷向上生長
當巖石形成
沉積層會構造出獨特的水平線
通過比較沉積物質的排列方向
和磁力線的方向
克茨芬克可以確定
巖石磁場特性是否發生了變化
我們可以用一塊橡皮來解釋磁場作用的過程
如果巖石在赤道形成
并且很早就受到磁場作用
可以預計磁場方向和巖層是平行的
基本就像這樣
然后 因為巖石是松軟的
如果受到地質學中所謂的擠壓或者變形
可以預見它們會像這樣偏轉
磁性也會隨著巖石而偏轉
另一種情況
如果巖石先受到擠壓變形
然后才像這樣受到磁力線的作用
我們會看到它們相對于現在的巖層是彎曲的
如果巖石仍然維持最初的磁場方向
那么磁力線就會沿著沉積物質走向排列
但是如果沉積巖層方向有所改變
那么磁力線就會穿過沉積巖層
儒伯往地層打鉆
對這種有規律條紋的巖石內部進行取樣
回到實驗室
團隊成員
利用定制的高靈敏度磁力儀對巖石樣本進行了分析
磁力儀用于檢測巖石中
磁性粒子的排列方向
它證實了磁性粒子
與巖層排列一致
克茨芬克對此感到吃驚
坦白說 一開始我看到這樣的研究結果
完全不相信
我們看到的實際上是這樣的
而當巖石彎曲磁力線也彎曲
這就證明了
在巖石固化之前 磁性就已經形成了
這一發現為冰成巖在赤道附近的形成
提供了確鑿的證據
保羅·霍夫曼 哈佛大學地質學教授
對此很感興趣
如果溫度最高的赤道地區附近
保羅·霍夫曼 哈佛大學
曾經存在冰川
那么就能假設 在溫度更低的
高緯度地區也曾經被冰雪覆蓋
六億五千萬年前
澳洲位于赤道附近
這一證據還可以說明
干旱的巖石曾經埋在冰雪之下
如果赤道地區曾被冰雪覆蓋
那么全球也都會被冰雪覆蓋
這些墜石促使一種激進理論的產生
雪地球
這個理論即是最極端條件的冰期
如果它曾經發生過
也許會再次發生
雪地球
我們的地球經歷過很多
極端氣候變化的時期
但一些科學家已經提出
六億五千萬年前
地球可能處于完全冰封的狀態
這種激進的假說產生了一個關鍵問題
它是怎么發生的
克茨芬克認為范圍如此之廣的冰封
是因為同一機制導致的
這也是今天全球變暖的原因
即 溫室效應
只不過在六億五千萬年前
其效果截然相反
大氣中的溫室氣體
就像是保溫層
阻隔太陽的熱量
使地球維持溫度適中的狀態
當雪球時期降臨 科學家猜想
這些重要的氣體含量急劇下降
地球的大氣層可能充滿了
蒂姆·儒伯博士 加州理工學院
甲烷和二氧化碳
地球為了保持溫度
必須依賴二氧化碳和甲烷
如果因為某種未知事件
使得二氧化碳脫離大氣層
地球可能失控并進入雪地球時期
如果將足量的二氧化碳從大氣層中抽離
反溫室效應就會
使地球深度冰封
但是該理論可行的前提是
找到能使空氣中的二氧化碳大幅度降低的機制
事實上 大自然對硅酸鹽風化作用
一直在消耗空氣中的二氧化碳
風化是一個地質名詞
是指巖石受自然環境的影響逐漸分解的過程
它能將巖石轉變為土壤
這種現象對于氣候變化的重要之處在于
它不斷消耗大氣中的二氧化碳
而二氧化碳是溫室氣體的主要組成部分
二氧化碳與空氣中的水蒸氣相互作用
形成碳酸雨
這種酸雨進而溶解地上的石灰巖 石灰巖 一種含大量碳酸鈣的沉積巖
將腐蝕下來的沉積物帶入大海
沉積物聚積于海底
最終在海床上形成了石灰巖
石灰巖出現在這個地方
證明了風化現象的存在
隨著鎖在石灰巖里二氧化碳增多
地球就越冷
不過 既然這一過程長期存在
那么必有某種事物加快了這一進程
使得地球被整體冰封起來
證據再一次與當時的大陸位置分布有關
持續的地殼板塊構造運動
使得陸地在全球范圍內來回移動
今日 大多數陸地都位于
較高的緯度位置
如果地球溫度下降
那么兩極附近的陸地會率先結冰
而這些冰會保護下層的巖石
免受碳酸雨的侵蝕影響
這就保證了風化循環處于平衡之中
鎖在石灰巖中的二氧化碳減少
大氣里的二氧化碳增多
地球的溫度就會再度上升
科學家們發現
六億五千萬年前
陸地都聚集在多水溫暖的赤道附近
所以 全球的風化速度也會更快一些
在"雪地球"時期 我們懷疑
丹·施拉格教授 哈佛大學
由于太多數大陸聚集在赤道附近
最終的后果便是
地球將更容易進入全球冰川期
地球降溫時
兩極開始出現冰層
可是由于高緯度并沒有陸地
冰層更多的是聚集在海面上
沒有陸地能夠對風化進行調控
持續的降溫便無法抵擋了
于是整個世界越來越冷
這種失控的情形確實有可能
即便極端的風化作用可能造成冰期
這也不能說明為何冰層
能徹底覆蓋整個地球
阿德萊德大學的地質學家伽林·霍爾沃森
一直致力于研究"雪地球"的誘因
"雪地球"研究最難的一部分
伽林·霍爾沃森博士 阿德萊德大學
就是搞清楚這個時期到底是如何開始的
我們認為它定是從一場正常的冰川作用開始的
一般來說 生物會幫助地球平衡氣候
這是通過二氧化碳濃度的微調來實現的
植物消耗二氧化碳
動物產出
消耗者和提供者
一起調節氣候
確保地球不會太熱 也不會太冷
如果大氣層里有過多的二氧化碳
天氣就會變熱
這能幫助植物更快地生長
從而從空氣中吸取更多的二氧化碳
氣候太熱時這就是一種反饋調控
反之 如果天氣太冷了
生物層就會相應地
減慢二氧化碳的消耗
這樣二氧化碳含量就會慢慢回升
這就如同地球的緩沖系統
防止氣溫太低或者太高
不過 回到六億五千萬年前
則是另外一副截然不同的局面
當時陸地上的生命還在進化的初級階段
大多數生物體還在海洋中
這種半成熟的生物層還無法阻止
地球往極端氣候發展
大量的單細胞生物藍藻
首先進化出了光合作用
它們從水中攝取二氧化碳
經過反應沉析出碳酸鈣后
用以建造這些圓頂狀的巖石
地質學家吉姆·戈林是研究這些早期生物的專家
六億五千萬年前
詹姆斯·戈林 南澳博物館
氣溫急劇下降
很有可能是因為二氧化碳
這種主要溫室氣體
從大氣中被抽出來
鎖在了海床上而造成的
今天 我們仍舊可以在疊層石礁上
看到被鎖住的二氧化碳
這些其實是固體形式的二氧化碳
千萬年后 我依舊可以從
這些巖石里將它們釋放出來
當我把這瓶弱酸倒在石礁上時
你可以看見它被腐蝕了
白色二氧化碳的泡泡不斷從巖石冒出
重新回到大氣層里
扮演它們溫室氣體的角色
藍藻吸收的二氧化碳越多
地球就越冷
我們的星球的溫度急轉直下
從此被冰封了幾百萬年
雪地球
六億五千萬年前
地球溫度驟降
大片冰原縱橫于星球之上
事實上 它們吞沒了絕大多數的海洋與陸地
這已經不是普通的冰期了
冰期并無特別之處
每隔好幾萬年我們便會經歷一次
它們的出現主要由于地球軌道的微小變化
導致與太陽相對位置發生改變
當我們的星球數年內沒有充足的太陽輻射
冰層便會從北半球開始形成 一路向下
兩萬一千年前的最后一次冰川時期
冰層一度覆蓋至紐約這個緯度
不過熱帶叢林依舊溫暖
當時只有30%的地球被冰覆蓋
但六億五千萬年前
有些科學家認為冰層持續推進
最終 覆蓋了整個地球
是什么原因促使溫度失控 不斷下降呢
問題的答案
便是地球如何維持和失去太陽的能量
地球表面由陸地 開闊的海洋
以及冰原組成
這些表面或多或少都會反射陽光
一個表面可反射光線的多少
即為反射率
幽深的海洋反射率較低
因為它能吸收大量的陽光
而白雪和冰原則反射率很高
它們更易將太陽輻射的能量反射回太空
蒂姆·儒伯向我們展示了 深色和淺色
在陽光下如何升溫
這輛白車在陽光暴曬下
只有48.9攝氏度
蒂姆·儒伯博士 加州理工學院
同樣的情況下黑車卻達到了
62.2攝氏度
黑車更易吸收陽光
而白車更易反射
白色能反射更多的陽光
保證了其所覆蓋物品的溫度更低
地球上冰層越廣
就會反射更多的日照能量
地球也會越來越冷
寒冷的條件會造就更多的冰層
進一步增加地球表面的反射率
這就是冰反射率反饋現象
某些事件可能更是加速了
這種持續降溫的循環
新的研究調查表明
海水在極低的溫度下結冰時
它的結構可能發生改變
從而反射能力更強
在華盛頓大學的極地科學中心
邦妮·萊特致力于研究冰與光線的關系
在冷藏室中
她將鹽水放在不同溫度下進行冷凍
其中一桶放置于零下23.3攝氏度
即雪球時期地球所處的溫度
這邊表面的冰顯然更白了
這一桶海水
是放在零下15攝氏度的
冷藏室進行冰凍的
這桶模擬了現在地球上的
邦妮·萊特博士 極地研究中心
海冰情況
你能清楚的看到其表面
呈現的是暗灰色
這桶也有咸水
但是卻放在了
零下23.3攝氏度的冷藏室進行冷凍
這桶模擬了當時雪球時期
海冰的形成情況
因為這溫度已經很低了
在雪球時期的溫度下
海冰的構成發生了變化
使得冰面由灰轉白
你會發現在這桶冰上 這些顆粒已經
厚厚地聚積在凍層表面
我甚至可以將這些晶體刮開
你會發現它們基本上就沉淀在
凍冰的表面上
在零下23.3攝氏度時
冰中的鹽分子形成細小的晶粒
如果在顯微鏡下將它們分離開來
就像是 一顆顆寶石一樣
真的非常漂亮
這些亮閃閃的晶體對反射率影響極大
白色的表面能分散更多太陽的能量
將能量統統反射回太空
使得溫度進一步降低
在二十世紀六十年代
前蘇聯氣象分析員麥克海爾·布迪科
演示了失控的冰反射率是如何
讓地球降溫以致完全凍結的
正如許多同代人一樣
布迪科也很擔憂核冬天的影響
核爆炸產生大片的煙塵云團
會屏蔽太陽的能量
并降低地球的溫度
布迪科開發了一個數學模型
來計算全球進入冰期的幾率
他指出 如果地球的氣候
低至令低緯度結冰
那么冰反射率就會快速上升
一旦冰川延伸到了一定的緯度
整個地球就會突然進入一個大雪球的狀態
冰原帶 冰川以任何方式
延伸到大約30度的臨界緯度時
而且一旦它延伸到這個緯度 很快
整個地球都會冰封
布迪科突破性的研究表明了這個雪球效應
是如何在數十年內就將地球冰封
約瑟夫·克茨芬克教授 加州理工學院
布迪科的研究極其重要
它展示了地球是有可能
陷入氣候災難
即全球冰封
在他之前無人認為這是可能的
如果地球完全被冰封
那么它接受的幾乎全部太陽的熱量
都會被反射回太空
那么地球就將永久冰封
如果失控的降溫將地球冰封
那地球又是怎么擺脫冰封的呢
Naked Science
有科學家提出 在6億5千萬前年
我們的地球曾處于極端的冰河時代
"這是個非常特殊的事件
是由一系列的不可能發生的事件引發的結果"
這是他們的想法
后來 在1997年有證據表明
冰河時期還不止發生過一次
這個證據就是南非
超過兩億年的冰積層
古地磁的證據表明
這些是在赤道附近形成的
地理學家保羅·霍夫曼認為這可以證明
有史以來 地球至少完全凍結過兩次
保羅·霍夫曼 哈佛大學
最能證明22.2億年前冰雪地球的
就是南非的古地磁證據
那里有在赤道附近形成的
冰磧物和冰礫泥
該發現表明
雪地球可能并非單一事件
而是一種循環狀態
科學家們爭相找出早期深層凍結的誘因
冷卻時間和大氧化事件正好相同
在海洋的深處
某些最古老的生命體
進化出了光合作用的機能
即利用太陽能把二氧化碳轉變為氧氣
當這些光合作用的微生物興盛起來后
它們對地球的氣候產生了深遠的影響
20億年前
太陽能量不及現在
我們的地球依靠溫室氣體
比如二氧化碳和甲烷(沼氣)
來維持它的溫和氣候
但是光合作用消耗掉二氧化碳
光合作用也產生氧氣 這也破壞了甲烷
這導致雙重打擊的一個結果
兩種重要的溫室氣體水平直線下降
約瑟夫·克茨芬克教授 加州理工學院
這是很危險的情況
我們地球原是需要甲烷的溫室星球
卻突然進化出了一個破壞沼氣的小蟲
可能一種光合作用的細菌首次出現
破壞了大氣中的二氧化碳和甲烷
圣馬洛·勞爾斯 加州理工學院
引發了第一次雪地球的形成
當制氧量飆升時
甲烷含量暴跌
失去了溫室氣體
地球跌至深度凍結
這是一很駭人的結論
一種單細胞的變異小蟲
毀掉了整個行星的生態系統
毀了
將其變成了一個大雪球長達
3千5百萬到1億年之久
現在有一些科學家認為
我們的地球在歷史上至少有
分別的三次完全被冰封
而且每一次情況都不一樣
然而雪地球的情況帶來一個大問題
如果我們的地球被困在冰里
它又是怎么擺脫的呢
肯定有什么引起了全球大融冰
Naked Science
大解凍的證據就在這里
在墜石的頂端
有層紅灰色的特殊巖石
這些巖石層在弗林德斯山脈和死亡谷綿延數里
有冰成巖的地方幾乎都能看到它的蹤影
它們就是碳酸鹽巖
形成于溫暖的淺海
但在這里 它們卻出現在冰積層的上部
我這有個樣品能清楚看到
雪地球事件的終結痕跡
這就是經過冰筏作用的石頭
它是從冰山上掉落下來的
這些小谷粒狀的石頭也是從冰山上掉落的
那么在這之上
沒有任何的層缺直接形成了碳酸鹽巖帽
直接在海洋外沉淀
并且在海底累積起來
這種相同的關聯在全世界都能看到
它們的存在就是溫度驟增的證明
只有一樣東西會引發這種情況
大量溫室氣體的注入
比如二氧化碳
為了融化掉雪地球
二氧化碳的濃度
要比今日高出350倍
但如果整個地球都被厚厚的冰層覆蓋
二氧化碳又是從哪來的呢
加州理工的約瑟夫·克茨芬克教授靈光一現
我大半夜里醒來 大喊道
"啊 一定是這樣的"
我頓時就想到了那些高聳入天的火山
像位于黃石公園和阿留申群島里的
這些火山還在 并向空中噴發二氧化碳
即使在冰層底下
火山也會繼續釋放大量的二氧化碳
因為地球的其他地方還是被冰封著
所以就沒有辦法從大氣層種消除二氧化碳
經過了數百萬年 溫室氣體的水平慢慢提高
最終產生了足夠的熱量抑制了冰反射
冰融化了
導致全球氣溫急速上升
當融冰的水蒸發時
大氣層也變得潮濕 產生了猛烈的降水
二氧化碳在大氣中酸化了雨
酸性的傾盆大雨腐蝕了石灰巖
把沉淀物沖刷進了海洋里
在這里 碳酸鹽的沉淀層累積在海底
形成了碳酸鹽巖
丹·施拉格為我們演示整個過程
丹·施拉格 哈佛大學
我們不用二氧化碳的碳酸
用更強的酸來取代
這樣反應更快一些
這是硝酸
當我們加到石灰巖上的時候
它會溶解石灰巖
最終會形成非常清澈的溶液
你可以看到它在冒泡溶解
當我們把溶液倒入海洋里時
它們就發生反應并產生蓋帽碳酸鹽巖
并覆蓋在冰積層頂部
但到現在也不是所有人都相信
地球曾被完全冰封
有科學家反駁
生命體在雪地球里存活的幾率幾乎為零
冰層之上
嚴寒條件實在太嚴峻
冰層之下 生命體又接觸不到陽光
然而確實有證據表明有能光合作用的微生物
確在冰層下存活
單細胞的藍藻細菌就在此期間存活了下來
藍藻細菌可以在極端氣溫下存活
不論是零上數十度或零下數十度
但如果海洋一旦結冰
極厚的冰層會將它們和陽關隔離開來
當它們能量的來源被阻隔
它們就會滅絕
詹姆斯·格玲 南澳博物館
如果你在雪地球期來臨前潛水到熱帶珊瑚礁上
這就是你會看到的東西
一片爛泥 海底有一丘一丘的爛泥
如果你碰到它們
你會發現它們其實是巖石
但表面上都覆蓋著黏呼呼的東西
那就是藍藻細菌
生命最原始的基本形態
迄今為止已經有30億年的歷史了
而且仍然存在至今
反對者認為沒有生命可以從全球大凍結
那樣嚴酷的環境中存活下來
他們堅持認為雪地球就是一段嚴重的冰期
即冰川延伸極廣 只有赤道附近有一圈活水
倫敦大學帝國理工學院的地質學家菲利普·艾倫
認為冰凍星球理論的證據是不充分的
菲利普·艾倫 倫敦大學帝國理工學院
我并不認同雪地球的假說
在我看來 這個觀點最大的漏洞
就是冰河時期的沉積巖堆疊 并不能支持
長期的地球冰凍說
菲利普·艾倫的反面論據
即形成于六億五千萬年前的石頭上的類波紋圖案
仔細觀察這些沉積巖就能發現
這表明了無冰水域
風在水面拂過 由此形成了波紋
即海底形成的波紋
所以這也證實了當時是開放水面
并沒有被冰封閉起來
開放水面的海浪在海底沉積巖上留下痕跡
而當水不復存在 沉積物慢慢轉變成石頭
波紋也保留了下來
艾倫等人提出了雪地球外的另一種假說
即融雪地球假說
在他們的假設中
地球一直沒有被完全冰凍
仍有部分地面和海洋未被冰封
可是冰球假設支持者并沒有否認
整個冰凍地球仍有露出來的部分
施拉格認為靠近地熱能的冰洞處
生命可以存活
即便地球完全被冰雪覆蓋
仍有許多地方
存在溫泉還有火山產生的地熱能
可能有成千上萬的小冰洞
很多小冰洞
可以讓生命度過了整個冰河時期
實際上我們可能永遠不會知道
地球是不是真的曾完全凍結過
有時人們會認為雪地球就像動畫片
一顆很簡單的星球
但實際上情況卻要復雜的得多
融雪地球也好 雪地球也罷
大家都認為地球曾出現過嚴重的冰凍
而當六億三千五百年前 地面漸漸顯露時
意想不到的事物出現了
生命
遠比以往任何事物都要復雜
大凍結之后 地球上的生命迅速增長
Naked Science
六億五千年前 我們的星球
氣溫驟然下降
使得整個地球環境異常殘酷
神奇的是 生命存活了下來
隨著冰雪逐漸融化
生命蓬勃發展
物種史無前例地以爆發式速度增長
在大冰凍之前 地球上只有原始的生命
單細胞原始微生物及藍藻大都只存于海洋
而在大冰凍結束后不久
多細胞生物出現了
有一個問題就是
是不是全球變冷導致了這次大規模進化
最好的證據就是時間的重合
保羅·霍夫曼 哈佛大學
實際上第一塊多細胞生物的化石
在最后一次雪地球結束后不到三百萬年形成
肖書海是弗吉尼亞理工學院的地質學家
他發掘了一些最古老的多細胞生物的化石
地點是中國南部的礦井底
化石非常小
肖書海教授 弗吉尼亞理工學院
直徑只有0.5毫米
肖書海教授 弗吉尼亞理工學院
所以裸眼幾乎是看不到的
在顯微鏡下
他發現這些化石是最原始動物的胚胎
有些化石有二 四 八個甚至更多個細胞
剛發現這些時我們真的很興奮
這些是最早的生物體化石
它們周圍的巖石差不多
形成于雪地球剛結束的時期
這些動物胚胎的化石要追溯到
三百萬年前全球結冰剛好結束的時候
那對于人類來說是相當長的一段時間
但地質學上 那只是一眨眼的功夫
而在接下來的八千萬年中
生物物種呈爆炸式增長
在澳大利亞南部的弗林德斯山脈
地質學家找到了一些復雜的多細胞生物的
最古老的化石
這些生物與當今的物種幾乎沒有共同點
但為我們探尋早期生命的起源提供了線索
六億五千年前
這一代還是一片淺海
奇怪的軟體 譬如
水母及扁形蟲就生活在海底
一些生物陷在潮汐帶來的
細沙之中 并就此形成了化石
詹姆斯·格玲一直在研究這些早期生命
說不定我們的祖先就在這巖石之中
這個生物叫狄更遜水母
類似于薄烤餅或坐墊 是蠕蟲類生物
它沒有真正的頭部 有內臟
身體有很多段
但這也沒解釋地球的冰凍
是如何催生出進化進程的大躍進的
我們知道的是 氧氣的上升與
冰球時期的結束時間上驚人地巧合
含氧量在地球冰期結束后上升
因為冰和陽光能產生化學反應
六億五千年前
地球是沒有臭氧保護層來阻止紫外線
輻射地球上的冰面的
紫外線與水蒸氣反應產生了過氧化氫
過氧化氫在冰中留存了幾百萬年
當冰融化時
氫都已經跑掉了
而過氧化氫就轉變成了水和氧氣
氧氣就慢慢達到了現在的水平
大約在同一時間
第一個復雜生命體就誕生了
氧氣增多促使多細胞生物的發展
單細胞生物能從水中吸收氧氣
氧氣能通過細胞膜進入細胞內
可當幾個細胞連接在一起時
氧氣很難在細胞間傳遞
氧氣的壓力要更大
你要有足夠壓力的氧氣
才能維持循環系統
讓氧氣進入每一個細胞
最后一次雪地球結束后
氧氣含量終于足夠
維持海底成千上萬早期小型生物的生存
氧氣被證明是進化最好的催化劑
能夠使用氧氣
使得生命變得更加多樣化
氧氣比起我們能吸入的其他氣體
約瑟夫·克茨芬克教授 加州理工學院
可以提供二十倍
甚至是超過二十倍的能量
可以進化出更大型的動物
還能有更有活力的生物體
植物能將根部的水等養分傳輸到葉子上
還能讓鳥可以飛起來
沒有氧氣 我們什么都不是
冰凍地球也許能推動早期生命向前發展
但地球如果再次凍結 人類將很難生存
這種情況以前發生過好幾次
問題是 還會再發生嗎
我們有一個有利因素 太陽
過去的48億年之中
太陽變得越來越活躍
因為核聚變產生了大量的熱量
當今的太陽比起六億五千年前溫度提高6%
所以在短期內 不大坑內會發生大冰凍
當今的太陽更溫暖 這可能對我們有利
可只有科學家真正了解雪地球的誘因時
我們才能確定類似的危險還會不會再發生
然而還有一種因素會導致全球冰凍
那就是各大洲的位置改變
因為他們的地理位置會影響氣候
如果大洲都向赤道靠攏的話
地球將更容易變成雪地球
溫度降低會導致兩極的海面不斷結冰
而與此同時各大洲還進行風化作用
隨著更多的碳鎖在巖石中 氣溫便急速下降
如果各大洲都在赤道附近
那地球將會越來越冷
海上的冰也會形成
并向低緯度延伸 不斷向赤道靠攏
現在我們的世界看似安全
各大洲也都更靠近兩極
但是地殼板塊運動從沒停止過
從這個角度看 幾百萬年后
各大洲又會在赤道處集合
我覺得是有這么一天的
如果大洲的位置發生很大的改變
那么幾千萬年之后
我們將會再次遭遇雪地球
也許人類沒有機會目睹
下一次雪地球
但地球依然存在
也正如同歷史一樣
地球會存活下來
進入下一段奇妙的旅程