世界不思議

6 億年前地球凍成雪球,生命如何熬過極端氣候


現在人類面臨的氣候變化似乎是條不歸路,然而當氣候不適合大多數物種生存,地球生命可能也不容易徹底消滅。科學家從 6 億年前結凍的地球時代找到證據,發現地球的生命避難所是水,且生命宜居帶可能比原本認為更廣大。

地球形成約 45 億年前。第一個單細胞生物出現在地球第一次十億歲,多細胞生物出現較晚,約 20 億年前。但只有低溫紀後約 5.4 億年前,地球逐漸變暖,才開始推動不同生命快速擴張。發表於《自然通訊》研究發現,紅藻、綠藻和真菌等多細胞生物在低溫紀前就出現,但能在約 6 億多年前雪球時代存活下來,是推動生命發展的重要關鍵。

雪球地球成因
雪和冰有反射性,可比土壤或岩石反射更多太陽熱能。當天氣炎熱、冰雪融化,會有更多土壤露出,土壤吸收更多太陽能,開始升溫,融化更多冰。同樣冰開始積聚時,就反射大量熱量,導致地球溫度下降。

氣候變化是雙向的,地球可升溫或凍結週期性循環,但 6 億年前出現其他因素導致極端破壞性事件。科學家認為,當時大型地球構造活動產生新地殼,開始風化,將二氧化碳從大氣抽出,使地球冷卻。並產氧藻類剛進化,開始主宰環境,生產更多氧氣,並從吸收更多二氧化碳。

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7.2 億年前地球開始低溫期,持續約 8,500 萬年,當時幾乎是凍結狀態,稱為雪球時代,地球生命面臨生存的極端考驗。

發現淡水藻類生存證據
雪球時代發生於 6.54 億至 6.35 億年前,當時還沒有大型生物,生命多是生活在海洋的微觀生物。科學家已知所有藻類甚至海洋藻類,都起源於淡水物種,代表最初在鹹海進化的祖先某個時候消失了,可能就是雪球期間,淡水物種倖存並進化成現在看到的各種藻類,但這些需要陽光和液態水的藻類如何承受冰凍低溫衝擊?

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科學家從可追溯到雪球時代、起源北緯約 30~40 度海洋的一層黑色頁岩,發現含藻類化石,還發現氮化合物,代表當時海水是自由循環狀態,並沒有結凍。科學家表示,當時生命宜居帶可能比想像寬廣。

研究推測地球更像積雪融化的泥球,水成為多細胞生物生存的避難所,使最早形式的複雜生命活下來。雪球時代低溫期約 1 萬年前結束,比人類倖存最近冰河時代嚴重得多。地球遠古歷史在我們今天面臨暖化時可能非常有價值。

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