熱議氣候變暖的當下，咱們來看看另外一個景象：氣候變冷——二氧化碳太少導致的。“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到，澳大利亞地質學家最近在《地質學》雜志上發表的一項研究中，通過板塊構造建模，揭示了地球7億多年前發生的極端冰河氣候的原因。這項研究為我們理解地球內置的恒溫調節器的運作提供了幫助。

該研究也提出了一個有趣的遠景圖：未來，地球或再次變雪球？因為CO2排放減緩，或將引發史詩冰河時代。為助力全球環境治理、并供我國學者了解最新研究動態信息，編譯分享信息如下，供感興趣的讀者們參閱。

圖片澳大利亞北部弗林德斯山脈7.17~6.64年前斯圖爾特冰川時期的沉積物。研究的主要作者Adriana Dutkiewicz博士正在指向一層厚厚的冰川沉積物。照片：悉尼大學Dietmar Müller教授。

地球冰封了5700萬年！科學家解密7億年前極端冰川時代之謎

這項研究的首席作者，是澳大利亞科研基金未來研究員阿德里安娜·杜特基維奇博士（Adriana Dutkiewicz），該研究團隊在2024年2月7日的《地質學》雜志上發表了這項研究成果。研究使用了悉尼大學的EarthByte計算機模型，對地球歷史上一場持續5700萬年的極端冰河時期進行了深入探索。

研究指出，當時地球冰封的原因主要是由于，史前火山二氧化碳的排放量，創下了歷史新低；再加上，現在加拿大所在位置的大量火山巖的風化過程，這一過程吸收了大氣中的二氧化碳。研究小組在南澳大利亞的弗林德斯山脈進行的野外工作中，受到了這一時期古老冰川遺留的冰磧物的啟發。

這場被稱為“斯圖爾特冰期”（Sturtian）的極端冰河時期，發生在7.17億~6.6億年前，早于恐龍、和陸地上的復雜植物生命。研究團隊通過板塊構造模型顯示，這一時期的火山二氧化碳排放創下了歷史新低。整個冰河時期，二氧化碳排放保持相對較低水平。

該研究結果引發了人們對地球長期未來的思考。有一個理論提出，在未來的2.5億年里，地球將演變成“終極盤古大陸”（Pangea Ultima，也稱為超級大陸），這可能導致哺乳動物的滅絕。然而，目前地球正朝著火山二氧化碳排放減少的方向發展，因此，屆時也許，終極盤古大陸將再次變成一個冰球。

杜特基維奇博士指出：“無論未來如何，值得注意的是，這里研究的這種地質氣候變化發生得極為緩慢。根據NASA的說法，人為引起的氣候變化的速度是我們以前所見過的10倍。”

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終極盤古大陸

終極盤古大陸（Pangea Ultima），是地質學上的一個假設性的超級大陸，被認為可能在未來幾億年內形成。作為一個關于未來大陸演變的理論構想，這一概念描繪了一種在未來漫長時期內可能形成的巨大陸地形，是對現代七大洲重新合并的一種設想。這個概念是由美國德克薩斯大學阿靈頓分校的克里斯托弗·史考提斯提出的。大概就是因為它的形狀很像過去的盤古大陸，所以管叫它“終極盤古大陸”。

終極盤古大陸形成的時候，據預測會有一些地質變化。在大西洋的西邊，也就是美洲的東邊，可能會有一條隱沒帶，而且大西洋中部的那個脊也可能被拖進去。大西洋和印度洋的海底可能會消失，大西洋也可能閉合起來。最后，美洲大陸可能會和歐洲、非洲大陸撞在一起。就像其他大陸一樣，終極盤古大陸里面可能是一個極熱的、半干燥的沙漠。

斯圖爾特冰期

斯圖爾特冰期（Sturtian）發生在地球歷史上很久以前的一段時間，那時整個地球都被冰雪覆蓋，形成了很大的冰川。這個時期可能持續了大約7.15億~6.43億年。如今在澳大利亞東南部、加拿大北部的山區，我們可以找到斯圖爾特冰期留下的痕跡，表現為一些特殊的巖石。

這個冰期的名字，來源于澳大利亞南部的一個峽谷，那里的冰磧巖為科學家們提供了關于這段時期發生了什么的線索。在全球各地，包括澳大利亞、加拿大、中國、埃塞俄比亞、納米比亞、西伯利亞和斯瓦爾巴等地，都能找到保存斯圖爾特冰期痕跡的巖石。這些巖石告訴了我們地球在過去曾經發生過的氣候變化，也能幫助我們更好地理解現代的氣候變化。

那時候，恐龍、陸地上的復雜植物生命都還沒有出現，更別說人類了。在那段時期內，地球幾乎完全被冰雪覆蓋，形成了全球性的冰川覆蓋。如本文所介紹的，這場冰期的起因，被認為與歷史上火山二氧化碳排放的歷史最低值、以及加拿大大陸性火山區的風化過程有關，因為這一過程吸收了大氣中的二氧化碳，導致地球大氣中的CO2濃度下降至了非常低的水平。這一時期的異常寒冷氣候持續了數百萬年。

思考題 | 舉一反三

Q1. 在地球距今7億多年前發生的“斯圖爾特冰期”（Sturtian）這個冰河時期中，歷時5700萬年的極端冰河事件，是由于火山二氧化碳排放的歷史最低值導致的。那么，我們現今地球上的大氣CO2濃度與當時相比如何？有沒有可能，我們現在也處于一個CO2濃度的臨界點，可能引發類似的極端氣候事件？

Q2. 地球的板塊構造重組對Sturtian冰河時期的開始有著明確的影響，使火山排氣降至最低水平。如今，地球板塊減速和大陸碰撞的增加可能會導致火山CO2排放減少。這一趨勢，對我們當前氣候演變有何啟示？是不是地球正朝著一個新的氣候時代邁進？

Q3. 在研究中提到：Sturtian冰河時期開始時，大氣中的CO2濃度低于今天的一半。這個數據呈現了一個引人關注的對比，那么，人類活動導致的CO2排放對現代氣候的影響有多大？如何平衡工業發展與環境保護，以避免類似過去發生的氣候極端事件？

Q4. 在地質氣候變化的研究中，Sturtian冰河時期的持續時間長達5700萬年，這在人類的時間尺度上，簡直難以想象！而，相比之下，目前人為引起的氣候變化速度是過去的10倍。這一對比下，于我們如何應對迅速發展的氣候問題？我們是否能夠在演變中，采取及時有效的措施，來維護地球的氣候平衡？

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新聞源 | 悉尼大學、地質學

編譯 | 王芊佳

審核 | 綠茵

排版 | 綠葉

【參考資料】

Adriana Dutkiewicz, Andrew S. Merdith, Alan S. Collins, Ben Mather, Lauren Ilano, Sabin Zahirovic, R. Dietmar Müller. Duration of Sturtian “Snowball Earth” glaciation linked to exceptionally low mid-ocean ridge outgassing. Geology, 2024; DOI: 10.1130/G51669.1

https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2024/02/08/geoscientists-discover-what-turned-snowball-earth-sturtian-ice-age-earthbyte.html

University of Sydney. "What turned Earth into a giant snowball 700m years ago? Scientists now have an answer." ScienceDaily. ScienceDaily, 7 February 2024. www.sciencedaily.com/releases/2024/02/240207194410.htm

來源: 海洋與濕地