寒武纪生命大爆发前，地球发生了什么？中国科学家找到答案了 焦点热闻

雪球地球

【资料图】

今天的地球有着45亿岁的高龄，值得一提的是，我们的地球在三个阶段经历了翻天覆地的变化，地球从最初的熔岩星球到海洋星球然后到陆地的出现，三个阶段的过程，对生命的起源和演化，提供了重要的基础，但是我们却遗忘了一点，那就是雪球地球的时期。

寒武纪生命大爆发

最早的生命出现的时间大约是在，地球形成后的10亿年后，也就是35——40亿年前，那时候的地球，是一个充满了海洋的星球，最早的单细胞生物、藻类的出现，为后续的生命多样化提供了基础。

一直以来一个困扰科学家们的话题：众所周知，地球在5亿年前后，经历了寒武纪生命大爆发，但是科学家们研究了寒武纪之前的前寒武纪，却没有发生任何变化。

简单的说就是：地球在6亿年前，海洋里大多数存在的是单细胞生物，细菌、藻类之类的，但是在6亿年后，地球开始出现了多样性的生物，这种进化一直以来，对于科学家们来说都是一个谜。

找到答案

不过中国科学家们，在对前寒武纪时期的气候研究，发现了答案。那就是雪球地球对于多样性生命的进化，提供了基础和条件。4月4日，中国地质大学（武汉）教授童金南团队研究成果。

《马里诺雪球地球晚期中纬度存在海洋真核藻类的宜居环境》在《自然》杂志在线发表，并被《自然》编辑部选为亮点论文进行报道。该研究进展为认识和理解雪球地球时期生物如何生存和演化这一关键科学问题提供了新的认识。

什么是雪球地球？

什么是雪球地球呢？雪球地球是指地球表面从两极到赤道全部被冰雪覆盖，变成一个大雪球的现象。据研究，地球历史上曾经出现过三次雪球地球事件，一次是在约23亿年前，另外两次是在约7亿-6亿年前。关于雪球地球的形成原因，有不同的假说，其中最有影响力的是冰室效应说和阳光阻隔说。

冰室效应说认为，由于一种叫蓝菌或蓝绿藻的细菌释放出大量氧气，破坏了温室气体甲烷，导致地球温度下降，反照率增加，形成一个正反馈循环。阳光阻隔说认为，由于火山喷发向大气层释放了大量硫颗粒，阻滞阳光照射大地，从而使地球温度下降。

则认为在雪球地球时期，火山喷发向大气层释放了大量硫颗粒，阻滞阳光照射大地，从而使地球温度下降。这种理论认为，火山活动是导致地球冰冻和解冻的主要因素，而不是二氧化碳的温室效应。

雪球地球形成的4个阶段

雪球地球事件的过程大致可以分为四个阶段：冰冻、维持、解冻和恢复。根据不同的研究，这些阶段的持续时间和具体机制可能有所不同，但基本思路是一致的。下面我简单介绍一下：

冰冻阶段：这是雪球地球事件的开始，由于某些原因（如大陆漂移、生物活动、太阳辐射等），导致大气中的温室气体（主要是二氧化碳）减少，地球表面的温度下降，从两极开始形成冰盖。

冰盖的扩张又增加了地球表面的反照率，使得更多的太阳能被反射回太空，形成正反馈机制，加速了冰冻过程。最终，整个地球被厚厚的冰层覆盖，形成一个“雪球”。

维持阶段：这是雪球地球事件的稳定期，由于地表水-气交换受阻，地表风化作用和海洋生物固碳作用几乎停滞，火山喷发是唯一向大气中释放二氧化碳的途径。

然而，火山喷发释放的二氧化碳被冰层覆盖，无法与空气接触，也无法产生温室效应。因此，地球表面的温度保持在极低水平，冰层也不会融化。

解冻阶段：这是雪球地球事件的转折点，由于火山喷发持续不断，大气中的二氧化碳逐渐积累到一定程度，达到了强烈的温室效应水平。这使得地球表面的温度开始上升，尤其是在低纬度地区。

当冰层开始融化时，暴露出来的陆地和海水又降低了地球表面的反照率，吸收了更多的太阳能，形成正反馈机制，加速了解冻过程。最终，整个地球被融化，形成一个“温室”。

恢复阶段：这是雪球地球事件的结束和新生命时代的开始，由于大量的二氧化碳和水蒸气在大气中存在，导致地球表面的温度升高到高于正常水平。同时，冰川融化后释放出大量的营养物质和有机碳进入海洋，促进了海洋初级生产力的恢复和蓝藻等光合作用生物的繁荣。

这些生物通过光合作用消耗了大量的二氧化碳，并释放了大量的氧气。这使得大气中的二氧化碳逐渐减少，而氧气逐渐增加，为真核生物和多细胞动物的演化提供了有利条件。

为海洋充能

也就是说，雪球地球对于生命的诞生提供了多样化的进化，在地球形成雪球地球的时候，地球虽然表面结冰了，但是其内部却依然有着生命存活，这些生命体在靠近海底火山的地图，不断的进化。

而当雪球地球解冻恢复后，融化的冰层会给海洋带来大量的营养物质，这些营养物质促成了生命进化的多样性，于是就有了后来的寒武纪生命大爆发。中国科学家的这项研究揭示了：

雪球地球事件对生命演化有着重要的影响，尤其是对真核生物和多细胞动物的出现和繁荣。雪球地球事件结束后，海洋初级生产力快速恢复，导致海洋缺氧和有机碳的埋藏，从而促进了大气中氧气的升高。

本文总结

研究为真核生物的演化提供了一次机遇，也为后来的寒武纪生命大爆发奠定了基础。专家认为，“雪球地球”事件之后的环境，为真核生物的大发展带来了契机，例如温暖的浅海、空出的多样化的生态位、富含无机营养盐的海水、含氧量的升高以及生物遗传物质的快速变异，都可能是真核生物快速演化的重要条件。

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