全球變暖是最近的熱門話題。但是,全球變冷卻是遠古時代地球經歷的最恐怖的氣候 全球變暖是最近的熱門話題。但是,全球變冷卻是遠古時代地球經歷的最恐怖的氣候。

     在距今6-7億年前的成冰紀，地球經歷了兩次全球性的冰川事件，分別為斯圖特（Sturtian）冰期和馬里諾（Marinoan）冰期。在這兩次冰川事件過程中，地表系統遭受極端寒冷氣候的洗禮，全球海洋完全冰凍，地表冰蓋厚度達到上千米，這種全球性的冰川事件被稱之為“雪球地球”。

　　“雪球地球”狀態持續時間長達數千萬年之久，代表了地質歷史上最嚴重的冰室氣候事件。

　　然而，在“雪球地球”期間，氣候一直是寒冷的嗎？中國科學院南京地質古生物研究所等的最新研究卻發現，這還真不一定！

　　故事需要從頭說起。

　　成冰紀冰期事件研究始于19世紀。1871年，英國地質學家 James Thomson 發現了冰川沉積記錄，首次認識到成冰紀存在冰川事件。隨后，成冰紀冰川記錄在多地相繼被發現報道。但是，由于當時“大陸漂移學說”并不被地質學家們所接受，因此成冰紀冰川事件并不被認為是一次全球性冰期

　　一個世紀以后，1992年，加州理工學院 Joseph Kirschvink 發表短文，認為成冰紀冰川作用波及到赤道地區，并提出了“雪球地球”的概念。

　　隨后，哈佛大學 Paul F.Hoffman 對“雪球地球”假說進行了修訂，認為距今6-7億年前的成冰紀冰期過程中，全球海洋被完全冰封。

　　“雪球地球”假說認為，在成冰紀極端冰期過程中，全球氣溫低至-50℃，整個海洋被完全冰封，地表水-氣交換受到嚴重阻礙，地表風化作用與海洋生物固碳作用停滯，導致火山噴發出的大量CO2在大氣中聚集。當大氣CO2濃度達到當前濃度約350倍時，強烈的溫室效應，便會引起全球冰蓋瞬間解體。

　　“雪球地球”假說得到了巖石學證據支持，包括冰期地層內條帶狀鐵礦層的出現和全球性蓋帽碳酸鹽巖沉積。

　　然而， 2000年，德克薩斯 A&M 大學 Hyde，W。 T。 等對“雪球地球”進行了氣候模擬研究，結果發現“雪球地球”過程中的海洋并非完全封閉，在低緯度赤道地區存在開闊海環境。

　　隨后，2007年，多倫多大學 W.Richard Peltier 通過對“雪球地球”進一步的研究發現，成冰紀全球冰期啟動后，全球平均氣溫的降低會大大提高海洋的通風效率，加劇海洋深部水體存在的溶解有機碳庫的再礦化，緩沖大氣CO2濃度，從而阻止全球冰封海洋的出現，因此那時海洋應存在或者季節性存在開闊海環境。

　　此外，氣候模擬顯示地表平衡狀態下，大氣CO2濃度很難達到10萬ppm以上， “雪球地球”的解體所需要的大氣CO2濃度很難實現，也使得“雪球地球”假說受到廣泛質疑。

　　2018年，中國科學院南京地質古生物研究所郎咸國博士與北京大學沈冰研究員等人對我國華南成冰紀馬里諾冰期沉積記錄—南沱組地層進行了系統的沉積學研究，恢復了“雪球地球”的冰川動力學過程。

　　研究發現“雪球地球”過程中的全球海洋，并非處于完全冰凍，而是存在開闊水域，并提出雪球地球過程中的氣候存在明顯的冷暖波動。研究成果已于近期發表在國際地學期刊《前寒武紀研究》（Precambrian Research）上。

      該研究對華南地區馬里諾冰期沉積地層進行研究，覆蓋淺水環境、斜坡相以及深水盆地環境的多個野外地質剖面，通過詳細的沉積相分析，總結出3個不同的沉積類型：冰川近緣沉積、冰川遠緣沉積以及非冰川沉積。

　  該項研究工作表明，成冰紀馬里諾冰期過程中的海洋并非處于完全冰封的狀態，而是存在開闊海域，冰期過程中的氣候也存在冷暖波動。

  　該研究根據沉積變化特征恢復了“雪球地球”的冰川動力學演化過程，發現馬里諾冰期存在多次冰進-冰退旋回，表明“雪球地球”過程中的氣候變化是動態的。在冰川動力學研究基礎上，識別出兩次冰川發育鼎盛期。南沱組中部存在的細粒碎屑巖及碳酸鹽巖夾層，代表了兩次冰盛階段之間的冰川消融期。南沱組頂部的含礫粉砂巖或粉砂巖沉積則表明 Marinoan 冰期的消融要早于蓋帽碳酸鹽巖的沉積。

　　該研究為正確認識成冰紀馬里諾極端冰期事件提供了重要科學依據。同時該研究成果對于正確認識“雪球地球”冰期，具有重要的科學意義。

     在變成“雪球地球”后大約幾千萬年里，地球的二氧化碳積聚到一定程度，溫室效應再一次發生了，地球溫度又逐漸升高，冰層融化，生命重返地球。研究小組的科學家認為，如果現在地球環境繼續惡化，地球有可能再次成為“雪球”，地球上的生物將面臨被再次毀滅的危險。