Joseph Norman
0 
982
8
Trudno to sobie teraz wyobrazić, ale w pewnych momentach historii Ziemi lód pokrywał całą planetę. Ta zamarznięta Ziemia, nazywana śnieżną kulą Ziemi, była otoczeniem „tak surowym, że cała powierzchnia Ziemi, od bieguna do bieguna, w tym oceany, całkowicie zamarzła” - powiedziała Melissa Hage, naukowiec zajmujący się środowiskiem i profesor nadzwyczajny w Oxford College of Emory Uniwersytet w Gruzji.
W 1840 roku Louis Agassiz, szwajcarski przyrodnik, był jednym z pierwszych, którzy potwierdzili i przedstawili dowody na to, że Ziemia przeszła przez epoki lodowcowe, według Muzeum Paleontologii Uniwersytetu Kalifornijskiego. Joseph Kirschvink, amerykański geolog, później ukuł termin „śnieżna kula ziemska” w podręczniku z 1992 roku. Praca Kirschvinka opierała się na dowodach dostarczonych przez Agassiza i innych.
Naukowcy uważają, że trzy do czterech ostrych epok lodowcowych, które zamarzły prawie lub całą powierzchnię, wystąpiły między 750 milionami a 580 milionami lat temu, prawdopodobnie dlatego, że wszystkie masy lądowe Ziemi znajdowały się na równiku lub w jego pobliżu, co spowodowało zwiększone wietrzenie. Wietrzenie występuje, gdy wiatr i opady rozkładają skały i minerały na powierzchni planety. Proces prowadzi do obniżenia poziomu dwutlenku węgla w atmosferze, co pozwala na rozproszenie większej ilości ciepła z powierzchni i do przestrzeni kosmicznej, chłodząc planetę.
„Zwiększone wietrzenie kontynentu doprowadziło do spadku atmosferycznego dwutlenku węgla i [w związku z tym spowodowało] globalne ochłodzenie” - powiedział Hage. „Gdy polarne oceany zaczęły zamarzać, od białych powierzchni odbijało się więcej światła słonecznego, a chłodzenie zostało wzmocnione”.
Zwykle lód, który tworzy się na kontynentach, taki jak pokrywy lodowe, spowolni starzenie i umożliwi wzrost atmosferycznego poziomu dwutlenku węgla i wzrostu temperatury. Jednak setki milionów lat temu wszystkie masy lądowe Ziemi znajdowały się na równiku. Bez mas lądowych na biegunach, na których tworzyłyby się pokrywy lodowe, a cykl wietrzenia i chłodzenia kontynuował niekontrolowane, pogrążając planetę w głębokim zamarznięciu, według Hage.
Naukowcy szacują, że średnie globalne temperatury spadły do minus 58 stopni Fahrenheita (minus 50 stopni Celsjusza) podczas tych epok lodowcowych, z których każda trwała około 10 milionów lat. Ponieważ woda nie jest w stanie wyparować z pokrytych lodem oceanów, cykl wodny (w którym woda przemieszcza się między atmosferą, lądem i oceanami) został zamknięty.
Istnieje jednak pewna debata, czy Ziemia była całkowicie zamarznięta w stanie stałym, czy też na równiku nadal znajdowały się płaty błota lub otwartej wody, gdzie światło słoneczne mogłoby dostać się do wody i pozwolić niektórym organizmom przetrwać. Według Dartmouth University, hipoteza „kuli ziemskiej” została wprowadzona w 2000 roku przez Richarda Cowena, amerykańskiego geologa.
Intensywne epoki lodowcowe w końcu się stopiły. Naukowcy są przekonani, że wulkany nadal pompowały dwutlenek węgla do atmosfery przez całe epoki lodowcowe, ostatecznie ogrzewając planetę na tyle, że cykl wodny mógł zostać wznowiony.
Zwiększone gazy cieplarniane (para wodna i dwutlenek węgla), które zatrzymują ciepło na powierzchni planety, ostatecznie doprowadziły do gwałtownego nagrzewania się, powiedział Hage, podnosząc średnią globalną temperaturę do 122 F (50 C) w ciągu zaledwie kilkuset lat. To z kolei doprowadziło do wzmożonego wietrzenia kontynentalnego, co pomogło zmniejszyć ilość dwutlenku węgla w atmosferze i z powrotem obniżyć temperaturę..
Według Hage'a, zjawisko znane jako cykle Milankovitcha również odegrało rolę w odpływach i odpływach epok lodowcowych. Trzy cykle zostały nazwane na cześć Mulutina Milankovicia, serbskiego astronoma, który dostarczył dowodów łączących zmiany klimatyczne ze zmieniającą się ilością energii słonecznej, jaką otrzymuje powierzchnia Ziemi w zależności od położenia planety. Cykle odnoszą się do niewielkich zmian w kształcie orbity Ziemi wokół Słońca, nachylenia osi planety oraz tego, jak bardzo Ziemia chwieje się na swojej osi podczas obracania się.
Gdy Ziemia rozgrzała się i wyszła z głębokiego zamarzania, nastąpiła ogromna eksplozja życia, znana jako eksplozja kambryjska, według University of California Museum of Paleontology. Jest to najwcześniejszy znany okres w zapisie kopalnym, w którym główne grupy zwierząt pojawiają się w bardzo krótkim okresie geologicznym (około 40 milionów lat).
Czy w przyszłości zobaczymy kolejną śnieżną Ziemię? Według Hage'a jest to mało prawdopodobne ze względu na rozległą orientację kontynentów.
„Nawet przy ekstremalnych zimach kontynentalne pokrywy lodowe utworzyłyby się, co powstrzymałoby kontynentalne wietrzenie i pozwoliłoby na gromadzenie się dwutlenku węgla w atmosferze, prowadząc raczej do ocieplenia niż do gwałtownego zamarznięcia” - powiedziała.
Dodatkowe zasoby:
- Edukacyjna strona internetowa poświęcona Snowball Earth, stworzona przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda.
- Czy Ziemia Śnieżek ma Ocean Slushball??
- Przeczytaj więcej o Ziemi Snowball z Penn State.