冰雪地球的终结者续一 徐亮/编译

（接上期）

解开这些充满生机的谜等于掌握了阐述清楚“雪地球”理论的密匙。温室理论在1999年的《科学》杂志上发表时就引起了科学界的极大关注，如果该理论成立，则可以很好地解释古气候变化的原因。

冰川运动始于多细胞生物飞速演化之前，并在5.75亿年前至5.25亿年前达到高峰。为了寻找气候变化的强有力证据，科学家们在全世界范围内进行勘查。1992年，科学家们沿着纳米比亚的斯科雷顿海岸峭壁对岩层进行调查，继而又对澳大利亚、中国、美国西部及北冰洋的斯瓦尔巴群岛开展了大规模的地质调查。在古地史时期曾是南半球低纬度地区巨大浅凹壳一部分的西南非地区，科学家发现了冰川活动后留下的证据。而冰碛物上岩层中含有石英和碳镁元素，这是温室气候的明证。

1964年，剑桥大学的布瑞恩·哈莱德指出每个大陆都能找到露头的震旦纪岩层中点状分布着的冰碛物。20世纪60年代末，科学家们开始接受板块构造理论，该理论认为地球的岩壳漂浮在不断活动的灼热岩浆之上，并且逐渐分裂成几个大板块。大陆漂移理论解释了地史中磁极的变化。对古冰碛物进行古地磁分析，水平方向的磁场说明它们曾分布于赤道附近（如在两端分布，磁力线应是垂直方向），所以古冰川肯定至少活动到了回归线附近，当然，为什么冰川能在回归线高温下存在还有待进一步研究。

哈莱德宣布了他对冰川活动范围的认识之后，物理学家开始建立了一个以太阳辐射、地表性质、大气环境为主要参数的地球气候模型。

很显然，冰雪对太阳辐射的反射率高，深色海洋反射率低，而各类植被生长的陆地的反射率位于二者之间。反射率低，吸收热量就多；吸收热量多，冰雪消融就快；冰雪消融快，反射率就更低。这种“冰——温”反馈原理可以解释为什么极地有持久的冰封雪冻，而低纬度地区则更容易让冰川消退。但是仅靠“冰——温”反馈是不足以完全解释冰川迅速消亡原因的，二氧化碳才是强有力的终结者。

地球火山活动产生了大量的二氧化碳气体。尽管二氧化碳会和石英、钙、镁等元素反应生成碳酸盐，但对化学反应有很强作用的水却因冷凝成冰而逐渐减少。于是二氧化碳浓度越来越高，形成温室效应，成为冰川时代的终结者。同时，海底热泉活动比春天的阳光更利于生命成长，陆地地表性质也因生物从海洋向陆地进军而改变。由于生命的活动，地表吸收的热量更多了。

冰川时代的终结可由冰碛物中铁元素的出现来说明。如果冰川覆盖，海水中的含氧量低，不足以和铁生成大量沉积物。但当冰雪消融，氧气混于海水和铁元素发生化学反应，就可以使铁析出。

如此看来，古冰川在温室效应下消退，冰雪地球最后终结于二氧化碳。

（完）