據江淮晨報報道 在距今約8億-6億年前，地球曾經兩次變成地面冰雪厚達千米的“雪球地球”，每次都持續千萬年以上，在此期間，地球生命是如何存續的？9月11日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校沈延安課題組對華南間冰期地層進行了系統研究，首次提出“雪球地球”的消融誘發了大規模火山活動這一新觀點，并證明了間冰期海洋的逐漸氧化為早期復雜生命演化提供了有利的環境條件。相關研究結果對探索現代極端氣候變化和地球宜居性具有重要意義。

千萬年冰封 超級“溫室效應”令冰雪消融

“雪球地球”即全球冰凍現象，在距今約8億-6億年前，地球經歷了兩次長達數千萬年的冰期，厚達千米的冰蓋幾乎覆蓋了整個地球，也掩埋了地球生命。這兩次冰期被稱為新元古代“雪球地球”事件，分別為斯圖特“雪球地球”和馬里諾“雪球地球”，前者持續了大約5600萬年，后者持續了大約1000萬年。

科研人員介紹，在“雪球地球”時期，大氣和海洋之間缺乏物質交換，陸地硅酸巖風化作用微乎其微。不過，持續數百萬年的火山活動釋放了大量的二氧化碳，形成了超級“溫室效應”，從而導致“雪球地球”的迅速消融。

而在斯圖特“雪球地球”消融之后，地球上演化出綠藻和海綿等生物，它們的出現代表了生命演化史上又一次重要革命。因此在科研界，探討“雪球地球”這一極端氣候事件與早期復雜生命演化的關系一直是地球科學領域具有挑戰性的科學問題。

大氣、海洋系統逐漸氧化 地球生命獲生機

此次研究中，中國科大沈延安課題組以中國華南大塘坡組為主要研究對象，探討“雪球地球”消融之后地球表層環境和氣候系統的變化。

大塘坡組是我國超大型沉積錳礦床的重要產出層位，而且幾乎完整地記錄了兩次“雪球地球”之間氣候和環境變化序列。研究團隊選取大塘坡組長達百米的鉆孔進行了地質、地層和地球化學系統分析，發現在“雪球地球”消融初期，海水的化學組成以海底噴發的熱液為主，這一結果間接反映了“雪球地球”時期的海洋與正常海洋有根本的不同，因為當時海洋、大氣和陸地缺乏物質交換和循環。

此外，研究中發現的非質量汞同位素的變化，又證明了“雪球地球”消融期間火山活動的加強。針對這一新發現，研究團隊提出“雪球地球”的迅速消融造成了地球表層壓力的突然減少，從而誘發了地球深部的巖漿活動和火山噴發這一新觀點。“如同從地面上搬走一塊巨石，原本被壓抑的地下巖漿突然噴發。”科研人員介紹，消融誘發的火山噴發大約持續了10萬年，推動地球環境產生連鎖反應。

研究團隊還發現，“雪球地球”改變了海水硫酸鹽的硫同位素組成，而硫同位素隨時間的變化規律證明了間冰期海水硫酸鹽濃度的逐漸加強，這表明當時大氣和海洋系統的逐漸氧化。科研人員介紹，當時海洋和大氣中的氧氣含量逐漸升高，這為地球上生命的“絕處逢生”創造了有利環境，從而推動綠藻逐漸繁盛，海綿等初級動物出現。

根據這樣的大氣化學組成變化、地球表層溫度的逐步降低以及海洋的逐漸氧化，研究團隊提出間冰期地球表層環境和氣候的變化促進了早期復雜生命的演化，相關研究結果對探索現代極端氣候變化和地球宜居性具有重要的啟示意義。沈延安表示，目前正處于全球氣候變暖時期，一些冰川在融化，這也可能會誘發火山噴發，并造成海洋缺氧，這些都警示人類要保持關注，地球環境是個系統，一個變化可能會觸發連鎖反應。

合肥通客戶端-合報全媒體記者 劉暢司晨