Ziemia śnieżki

Getty Images / Mark Garlick / Science Photo Library

Niektóre bardzo dziwne wydarzenia pozostawiły swoje ślady w skałach czasu prekambryjskiego, w dziewięciu dziesiątych historii Ziemi, zanim skamieliny stały się powszechne. Różne obserwacje wskazują na czasy, kiedy wydaje się, że cała planeta była ogarnięta kolosalnymi epokami lodowcowymi. Wielki myśliciel Joseph Kirschvink po raz pierwszy zebrał dowody pod koniec lat 80. XX wieku i w artykule z 1992 roku nazwał sytuację „ziemią śnieżnej kuli”.

Dowody na istnienie śnieżnej kuli ziemskiej

Co widział Kirschvink?

1. Wiele osadów z epoki neoproterozoiku (od 1000 do około 550 milionów lat) wykazuje charakterystyczne oznaki epoki lodowcowej, jednak obejmowały one skały węglanowe, które powstają tylko w tropikach.
2. Dowody magnetyczne z tych węglanów z epoki lodowcowej wykazały, że rzeczywiście znajdowały się one bardzo blisko równika. I nic nie wskazuje na to, że Ziemia była nachylona wokół własnej osi inaczej niż dzisiaj.
3. I niezwykłe skały znane jako żelazna formacja pasmowa pojawił się w tym czasie, po ponad miliardowej nieobecności. Nigdy się nie pojawili.

Te fakty doprowadziły Kirschvinka do dzikiego przypuszczenia, że ​​lodowce nie tylko rozprzestrzeniły się na biegunach, jak to się dzieje dzisiaj, ale dotarły aż do równika, zamieniając Ziemię w „globalną śnieżkę”. To stworzyłoby cykle sprzężenia zwrotnego wzmacniające epokę lodowcową od dłuższego czasu:

1. Po pierwsze, biały lód na lądzie i na oceanie odbijałby światło słoneczne w kosmos i pozostawiał zimny obszar.
2. Po drugie, zlodowacone kontynenty wyłoniłyby się, gdy lód pobrał wodę z oceanu, a nowo odsłonięte szelfy kontynentalne odbijałyby światło słoneczne, a nie pochłaniały je, jak robi to ciemna woda morska.
3. Po trzecie, ogromne ilości skał zamienianych w pył przez lodowce pochłaniałyby dwutlenek węgla z atmosfery, zmniejszając efekt cieplarniany i wzmacniając globalne chłodzenie.

Wiązało się to z innym wydarzeniem: superkontynent Rodinia właśnie rozpadł się na wiele mniejszych kontynentów. Małe kontynenty są bardziej wilgotne niż duże, stąd bardziej prawdopodobne jest, że będą wspierać lodowce. Musiało również wzrosnąć powierzchnia szelfów kontynentalnych, więc wszystkie trzy czynniki zostały wzmocnione.

Wstęgowe formacje żelaza sugerowały Kirschvinkowi, że morze, pokryte lodem, zamarło i zabrakło tlenu. Umożliwiłoby to gromadzenie się rozpuszczonego żelaza zamiast krążenia w żywych organizmach, jak to ma miejsce teraz. Gdy tylko prądy oceaniczne i wietrzenie kontynentów zostaną wznowione, pasmowe formacje żelaza zostaną szybko odłożone.

Kluczem do przełamania uścisku lodowców były wulkany, które nieustannie emitują dwutlenek węgla pochodzący ze starych osadów subdukcji (więcej o wulkanizmie). W wizji Kirschvinka lód osłaniałby powietrze przed wietrzejącymi skałami i pozwalał na CO_dwabudować, przywracając szklarnię. W pewnym punkcie krytycznym lód stopiłby się, kaskada geochemiczna osadzałaby pasmowe formacje żelaza, a śnieżna kula Ziemi powróciłaby na normalną Ziemię.

Początek argumentów

Idea kuli śnieżnej ziemi leżała uśpiona do późnych lat 90-tych. Późniejsi badacze zauważyli, że grube warstwy skał węglanowych pokrywały osady lodowcowe neoproterozoiku. Te „węglany czapek” miały sens jako produkt o wysokiej zawartości CO_dwaatmosfery, która płynęła przez lodowce, łącząc się z wapniem z nowo odsłoniętego lądu i morza. A ostatnie prace ustaliły trzy neoproterozoiczne mega epoki lodowcowe: zlodowacenia Sturty, Marinoan i Gaskiers, odpowiednio około 710, 635 i 580 milionów lat temu.

Pojawiają się pytania, dlaczego tak się stało, kiedy i gdzie się wydarzyły, co je wywołało i sto innych szczegółów. Wielu ekspertów znalazło powody, by spierać się lub spierać z kulą śnieżną ziemi, która jest naturalną i normalną częścią nauki.

Biolodzy uznali scenariusz Kirschvinka za zbyt ekstremalny. W 1992 roku zasugerował, że metazoa, prymitywne, wyższe zwierzęta powstały w wyniku ewolucji po stopieniu się globalnych lodowców i otwarciu nowych siedlisk. Ale skamieniałości metazoan znaleziono w znacznie starszych skałach, więc najwyraźniej nie zabiła ich kula śnieżna. Pojawiła się mniej ekstremalna hipoteza „ziemi błotnej”, która chroni biosferę poprzez cieńszy lód i łagodniejsze warunki. Partyzanci Snowball twierdzą, że ich modelu nie można tak daleko rozciągnąć.

Do pewnego stopnia wydaje się, że jest to przypadek, w którym różni specjaliści traktują swoje znane problemy poważniej niż lekarz ogólny. Bardziej odległy obserwator może z łatwością wyobrazić sobie zamrożoną planetę, która ma wystarczająco dużo ciepłych schronień, aby zachować życie, jednocześnie dając przewagę lodowcom. Ale ferment badań i dyskusji z pewnością przyniesie prawdziwszy i bardziej wyrafinowany obraz późnego neoproterozoiku. Niezależnie od tego, czy była to kula śnieżna, kula błotna, czy coś bez chwytliwej nazwy, rodzaj wydarzenia, które zawładnęło naszą planetą w tym czasie, jest imponujący do rozważenia.

PS: Joseph Kirschvink przedstawił kulę śnieżną w bardzo krótkim artykule w bardzo obszernej książce, tak spekulacyjnej, że redaktorzy nie mieli nawet nikogo, kto by ją przejrzał. Ale opublikowanie tego było świetną usługą. Wcześniejszym przykładem jest przełomowy projekt Harry'ego Hessa papier na dno morskiego rozprowadzania , napisany w 1959 roku i rozpowszechniany prywatnie, zanim znalazł niespokojny dom w innej dużej książce opublikowanej w 1962 roku. Hess nazwał to „esejem w geopoezji” i od tego czasu słowo to ma szczególne znaczenie. Nie waham się również nazwać Kirschvinka geopoetą. Na przykład przeczytaj o jego propozycji polarnej wędrówki.