地球的雪球期~~~6亿年前的雪球,冰川蔓延到赤道,原因成谜
前言:今天的地球,已经越来越热,二氧化碳浓度达到新高,全球不断变暖。
不过,地球并不是始终这么热的,它曾经也有过一段非常寒冷的时期。
这段寒冷的时期不是你以为的冰河期,而是比冰河期还要严峻,那就是地球的雪球期。
极寒!地球的雪球期
雪球地球是上个世纪提出的概念,指的是地球在距今6-7亿年之前出现过的一次极其漫长的时期内两次极寒事件,分别是斯图特(Sturtian)冰期和马里诺(Marinoan)冰期。
雪球地球的持续时间目前学术界还有争议,最新的数据是中美科学团队去年在《地质学》上发表的论文,
他们在对我国华南地区的地层进行高精度的测定后认为,斯图特冰期结束于6.588亿年,而马里诺冰期结束于距今6.35亿年。
而雪球地球的开始时间,目前比较流行的说法是7.2亿年。也就是说,这个极寒时期,持续了大约8500万年的时间。
而且,雪球地球不仅仅是持续的时间长,影响范围也极广,可以说波及到了全球,甚至出现了-50℃的极低温度。
在那段时期,即使是赤道也被冰雪所覆盖,千里冰封,万里雪飘。
和雪球期相比,我们已知的其他气候时期看起来都那么微不足道。
尤其是人类对气候的改变,也只有一百年左右的时间。那么,到底是什么导致了地球在这么短的时间里出现了两次雪球地球事件呢?
雪球地球的成因
关于雪球地球的成因,科学家们给出了不同的看法。
有人认为是太阳辐射减少导致的,有人则参考温室效应,认为是当时二氧化碳含量降低导致地球温度迅速流失。
不过,实际情况是,雪球期的温度下降非常快,仅仅是这两个因素,都不足以解释我们现在的考古证据。
可能导致地球出现冰川的原因有很多,但有趣的是,冰川的形成是一个滚雪球的过程。
我们知道,白色的本质就是一个物体可以反射所有的光,当地球有一部分被冰川覆盖后,雪白的冰川可以将绝大部分阳光都反射回去,减少地球吸收的热量,导致温度降低。
地球温度降低就会形成更多的冰川,如此往复,最终覆盖到全球。
因此,与其说问题是地球如何在全球范围内变成雪球,不如问这个过程究竟是如何启动的。
最近,来自麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)的研究生Constantin W. Arnscheidt似乎找到了这个问题的答案,并且在《英国皇家学会会刊A》上发表了自己的研究成果。
他们指出:“我们知道,当类地行星的辐射通量或者二氧化碳含量的变化超过一个临界值时,就会有冰川形成。
不过,在这里,我们证明并解释了另一种可能:如果辐射通量的变化速率达到某个特定值时,也会导致冰川的形成。”
模拟
为了研究这一过程,他们采用了计算机模拟的方式来试图还原这个过程。在模拟中,他们主要研究了两个关键因素:
辐射通量:衡量太阳辐射到达地球的量及其变化;
碳酸盐-硅酸盐循环:又叫做无机碳循环,从中可以清楚地看到大气层中的碳元素被固定在岩石中,然后又通过火山活动回到大气中的过程和数量,从侧面反映了地球所经历的气候事件。
(图片说明:横坐标为太阳辐射,纵坐标为火山气体及风化作用的归一化函数,粉色区域为稳定的冰川期,白色为稳定的温暖期)
结果显示,地球的全球冰川化出现的主要原因,就在于太阳辐射的降低。
他们估计,如果太阳的辐射量降低2%,那么整个地球就会在10000年的时间里被冰川所覆盖。
在这个过程中,他们做了一些必要的简化,所以这个速度未必完全精确,但他们对这个数字还是比较有信心的。
“这是辐射平衡和大气中的二氧化碳通过碳酸盐-硅酸盐循环平衡在一定时间尺度下维持下来的结果,在速率诱导的冰河期过程中,维持稳定的温暖气候模式并没有失稳,这就使得我们确定了两种不同的冰川化途径。”
他们提出的两种途径,其一是火山排出气体的量迅速增加,其二是太阳的辐射量迅速减少。二者的共同结果,就是增加更多的冰川,将更多阳光反射出去。
(图片说明:纵坐标为火山气体的体积,横坐标为太阳辐射的总通量,二者的下降是导致地球进入雪球期的两种途径)
这里要说明的是,太阳辐射量的降低未必是太阳自身的原因,也可能是地球的变化,比如火山气体遮挡住了阳光,或者是原始藻类导致的反射性云层,又或者两个因素叠加在一起的结果。
总之,他们得到的结论是:太阳辐射的降低的确可以造成地球冰川的出现,而地球的冰川又会呈滚雪球式的增长,最终在全球范围内进入雪球期。
对未来的警示
作者们还在文中指出:“这也警示着我们:我们不仅要关注温度变化的幅度,也要对温度变化的速度提高警惕。
这种速率诱导的临界点可能不止一个,人类引发的全球变暖也可能是其中之一。找到并且限制临界点的速率,值得我们进行下一步研究。”
简单来说,虽然我们可能推测出一个温度的临界值,是地球生物所能承受的极限。
但是,如果地球升温过快,可能还没有到这个临界值,生态系统就崩溃了。
因此,减缓全球变暖进程的意义显得更加重要,即使是减缓这个进程,也同样意义重大。
与此同时,Arnscheidt还相信,这次研究的成果还有助于科学家们寻找宜居的系外行星。
如果一颗行星位于宜居带内,但却有可能经历着宿主恒星辐射量的剧变,那么它也不太可能孕育生命。
对历史的研究,是为了更好地重视现在,以及提前看到可能的未来。地质学就像是一个时光机,记录着地球经历的一切历史。
这些历史是一面镜子,虽然不是直接看自己,但却真实地反映着自己的一切。
如果我们不能从历史中汲取教训,那么我们终将成为未来生物的教训。
前言:今天的地球,已经越来越热,二氧化碳浓度达到新高,全球不断变暖。
不过,地球并不是始终这么热的,它曾经也有过一段非常寒冷的时期。
这段寒冷的时期不是你以为的冰河期,而是比冰河期还要严峻,那就是地球的雪球期。
极寒!地球的雪球期
雪球地球是上个世纪提出的概念,指的是地球在距今6-7亿年之前出现过的一次极其漫长的时期内两次极寒事件,分别是斯图特(Sturtian)冰期和马里诺(Marinoan)冰期。
雪球地球的持续时间目前学术界还有争议,最新的数据是中美科学团队去年在《地质学》上发表的论文,
他们在对我国华南地区的地层进行高精度的测定后认为,斯图特冰期结束于6.588亿年,而马里诺冰期结束于距今6.35亿年。
而雪球地球的开始时间,目前比较流行的说法是7.2亿年。也就是说,这个极寒时期,持续了大约8500万年的时间。
而且,雪球地球不仅仅是持续的时间长,影响范围也极广,可以说波及到了全球,甚至出现了-50℃的极低温度。
在那段时期,即使是赤道也被冰雪所覆盖,千里冰封,万里雪飘。
和雪球期相比,我们已知的其他气候时期看起来都那么微不足道。
尤其是人类对气候的改变,也只有一百年左右的时间。那么,到底是什么导致了地球在这么短的时间里出现了两次雪球地球事件呢?
雪球地球的成因
关于雪球地球的成因,科学家们给出了不同的看法。
有人认为是太阳辐射减少导致的,有人则参考温室效应,认为是当时二氧化碳含量降低导致地球温度迅速流失。
不过,实际情况是,雪球期的温度下降非常快,仅仅是这两个因素,都不足以解释我们现在的考古证据。
可能导致地球出现冰川的原因有很多,但有趣的是,冰川的形成是一个滚雪球的过程。
我们知道,白色的本质就是一个物体可以反射所有的光,当地球有一部分被冰川覆盖后,雪白的冰川可以将绝大部分阳光都反射回去,减少地球吸收的热量,导致温度降低。
地球温度降低就会形成更多的冰川,如此往复,最终覆盖到全球。
因此,与其说问题是地球如何在全球范围内变成雪球,不如问这个过程究竟是如何启动的。
最近,来自麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)的研究生Constantin W. Arnscheidt似乎找到了这个问题的答案,并且在《英国皇家学会会刊A》上发表了自己的研究成果。
他们指出:“我们知道,当类地行星的辐射通量或者二氧化碳含量的变化超过一个临界值时,就会有冰川形成。
不过,在这里,我们证明并解释了另一种可能:如果辐射通量的变化速率达到某个特定值时,也会导致冰川的形成。”
模拟
为了研究这一过程,他们采用了计算机模拟的方式来试图还原这个过程。在模拟中,他们主要研究了两个关键因素:
辐射通量:衡量太阳辐射到达地球的量及其变化;
碳酸盐-硅酸盐循环:又叫做无机碳循环,从中可以清楚地看到大气层中的碳元素被固定在岩石中,然后又通过火山活动回到大气中的过程和数量,从侧面反映了地球所经历的气候事件。
(图片说明:横坐标为太阳辐射,纵坐标为火山气体及风化作用的归一化函数,粉色区域为稳定的冰川期,白色为稳定的温暖期)
结果显示,地球的全球冰川化出现的主要原因,就在于太阳辐射的降低。
他们估计,如果太阳的辐射量降低2%,那么整个地球就会在10000年的时间里被冰川所覆盖。
在这个过程中,他们做了一些必要的简化,所以这个速度未必完全精确,但他们对这个数字还是比较有信心的。
“这是辐射平衡和大气中的二氧化碳通过碳酸盐-硅酸盐循环平衡在一定时间尺度下维持下来的结果,在速率诱导的冰河期过程中,维持稳定的温暖气候模式并没有失稳,这就使得我们确定了两种不同的冰川化途径。”
他们提出的两种途径,其一是火山排出气体的量迅速增加,其二是太阳的辐射量迅速减少。二者的共同结果,就是增加更多的冰川,将更多阳光反射出去。
(图片说明:纵坐标为火山气体的体积,横坐标为太阳辐射的总通量,二者的下降是导致地球进入雪球期的两种途径)
这里要说明的是,太阳辐射量的降低未必是太阳自身的原因,也可能是地球的变化,比如火山气体遮挡住了阳光,或者是原始藻类导致的反射性云层,又或者两个因素叠加在一起的结果。
总之,他们得到的结论是:太阳辐射的降低的确可以造成地球冰川的出现,而地球的冰川又会呈滚雪球式的增长,最终在全球范围内进入雪球期。
对未来的警示
作者们还在文中指出:“这也警示着我们:我们不仅要关注温度变化的幅度,也要对温度变化的速度提高警惕。
这种速率诱导的临界点可能不止一个,人类引发的全球变暖也可能是其中之一。找到并且限制临界点的速率,值得我们进行下一步研究。”
简单来说,虽然我们可能推测出一个温度的临界值,是地球生物所能承受的极限。
但是,如果地球升温过快,可能还没有到这个临界值,生态系统就崩溃了。
因此,减缓全球变暖进程的意义显得更加重要,即使是减缓这个进程,也同样意义重大。
与此同时,Arnscheidt还相信,这次研究的成果还有助于科学家们寻找宜居的系外行星。
如果一颗行星位于宜居带内,但却有可能经历着宿主恒星辐射量的剧变,那么它也不太可能孕育生命。
对历史的研究,是为了更好地重视现在,以及提前看到可能的未来。地质学就像是一个时光机,记录着地球经历的一切历史。
这些历史是一面镜子,虽然不是直接看自己,但却真实地反映着自己的一切。
如果我们不能从历史中汲取教训,那么我们终将成为未来生物的教训。
【一份表格里的郑州自救:电影院被写进文档后 当晚来了上千人】7月20日下午4点,郑州东方嘉禾影城正在播放影片的放映厅突然停电,影城经理杨震向观众许诺,下次再来,电影票依然有效。他下班,准备搭乘地铁赶回家。此时,正在河南老家过暑假的大学生manto忍受着刚拔完牙的疼痛,决定晚上早点睡觉。大约在同一时间,25岁的李英豪从公司下来,站在大厦门口犹豫,开车回家还是在公司留宿。他最终蹚水来到停车场,把车开上马路,“路面积水已经没过脚背”。
那时候,他们都无法预知,接下来的那段人生经历将会被录入一份"待救援人员信息"文档中,成为其中的条目,被翻阅数百万次。
雨越下越大。20日下午, Manto在网络上看到了很多被困者发布的求救信息。她回忆,自己当时想做点事,为家乡出力,于是她打开腾讯文档,建立了一个“待救援人员信息”的文件。接着,她组建了一个拥有32名成员的微信群,有人搜集、整理网络求救信息,有人筛查、核实条目,有人专门负责这个微信群的运转和管理。Manto标好“求救人员信息”和“救援人员信息”的条目,将文档发到微信群里,启用“开放编辑”功能。这份文档很快被微群成员转出,经过他们的朋友、同学、家人……传递的范围越来越广,里面的信息越来越详尽。后来,它被人们称为“救命文档”。
杨震不知道自己被写进了那份文档。回家路上,他在地铁站被困了2个小时,决定返回电影院。临行前他向同样被困在地铁站的人们要了电话号码,“如果我那里能落脚,你们就来找我”。蹚水回到电影院后,47岁的杨震爬上14楼,发现电力恢复了,他如约拨出“来我这里”的电话,又从办公室找出6个插排、5只壶,给即将赶来歇脚的人们提供电力和热水。不知是谁,把这家电影院可以避险、落脚的信息写进了那份“救命文档”。
在距离电影院13公里的陇海高架桥上,困在汽车里的李英豪饿了。前方路段积水严重,高架桥上的车辆不敢行进下桥,就地停车避险。晚上,李英豪住在附近的两个朋友,趟过积水,爬上高架桥,给他送来面包、火腿和饮用水。“我饿了,那大家肯定都饿了。”李英豪回忆,自己啃了一块面包,想把富余的食物送给陇海高架桥上的其他人。他在朋友圈发了一条简单的信息:陇海高架,黑色奥迪一直开着双闪,有干粮物资,可提供食用,孩子老人优先。这条信息被他的亲友们转发多次,不知道又被哪位好心人转发了微博,最后,它又被写进“救命文档”里。
文档持续更新,每一条信息都代表着陷入险境的个体。被Manto创建3个小时后,它已经充满了“被困”“失联”“无吃无喝”“手机即将没电”“水已经到胸了”等信息。
李英豪的车门不断被敲开,十多个人来找他“借粮”。杨震的电影院,这天晚上容纳了上千人。从当时有人拍下的视频中看,多数人在电影院睡了个好觉。男女按区域分开休息,有穿着短裤的男人四仰八叉地倒在放映厅的皮质座椅上,也有女人自带塑料垫,睡在银幕前的地板上。这一晚,电影院服务台,电热水壶的沸腾声几乎没有停过,杨震忙着烧水、巡逻、维持电影院的基本秩序——室内不许抽烟。
随着时间推移,那份“救命文档”,多了不少新的“标记”。被标记为“紧急”的条目,往往意味着格外特殊的险境。有人尝试标注城市里每一处漏电、塌方的位置,有志愿者挨个拨打文档里的电话号码,询问救援进展。由于访问量变大,有人在表格旁用大字标注,“别乱搞文件”。有人核实已被成功救援的信息,就用删除线划掉。在某种意义上,这份文档写下的是一场民间自救的史诗,也是无名氏的传记。
每天,“救命文档”也有一些求助者,等不到救援。有一家养老院曾发布求助称,最高水位达到80厘米,有20位吸氧和排痰的老人急需用电。可当记者联系时,操着河南口音的老大爷似乎对救援队和物资一点儿也不在意,只是抱怨,“他们(志愿者)只是打电话问而已,没有真正过来(探望)的人。”
如果肯花时间浏览“救命文档”,你会发现,它每时每刻都有新变化。21日6点创建的“待产孕妇生产指南”,到了22日,已被删除。新增的“漏电塌方绕行地区”,经纬度已经细致到小数点后6位。有人开始关心,编纂“救命文档”的人是谁。最受关注的是创建者Manto。21日深夜,寻找文档创建者的消息开始在网络上传播开来。Manto被找到了,她是上海财经大学金融学院的学生李睿。创建文档后,她奋战到半夜3点。她把初中同学、高中同学、大学同学、求职群里认识的同学都拉进这次行动中。李睿回忆,越来越多不认识的“哥哥姐姐”加入,用他们的专长不断更新、优化表格页面。
郑州东站一位滞留旅客,在文档最下方写了一段表达负面情绪的话,被网友看见了,就在他的留言附近,写满“加油”,并涂上粉红色的色块。如果他再仔细翻阅文档,会看到距离自己300米外,一家素食餐馆欢迎滞留东站的旅客前往暂歇,并提供免费午餐、晚餐。这家素食餐馆的厨师,在22日中午把白菜、粉条、香菇、木耳炖成一大锅,做成十几名滞留旅客的午餐。晚上,他又准备了足够150人吃的100份饭菜,交给航空公司,用直升机空投到有被困群众的樱桃沟。
如今,“救命文档”里的许多人已经重新回到原有的生活轨道上。杨震所在的电影院重新开始排片,李英豪回公司上班了,郑州东站附近的素食餐馆恢复正常营业——“救命文档”部分完成了它被寄予的期待,3000多人因它的存在得到救助。然而,它也给最初的创建者留下深刻遗憾。Manto说,她曾注意到,文档曾录入两位独居老人被困的信息。但后来她听说,其中一位实在找不到了。全文>>https://t.cn/A6fuw5Yu
那时候,他们都无法预知,接下来的那段人生经历将会被录入一份"待救援人员信息"文档中,成为其中的条目,被翻阅数百万次。
雨越下越大。20日下午, Manto在网络上看到了很多被困者发布的求救信息。她回忆,自己当时想做点事,为家乡出力,于是她打开腾讯文档,建立了一个“待救援人员信息”的文件。接着,她组建了一个拥有32名成员的微信群,有人搜集、整理网络求救信息,有人筛查、核实条目,有人专门负责这个微信群的运转和管理。Manto标好“求救人员信息”和“救援人员信息”的条目,将文档发到微信群里,启用“开放编辑”功能。这份文档很快被微群成员转出,经过他们的朋友、同学、家人……传递的范围越来越广,里面的信息越来越详尽。后来,它被人们称为“救命文档”。
杨震不知道自己被写进了那份文档。回家路上,他在地铁站被困了2个小时,决定返回电影院。临行前他向同样被困在地铁站的人们要了电话号码,“如果我那里能落脚,你们就来找我”。蹚水回到电影院后,47岁的杨震爬上14楼,发现电力恢复了,他如约拨出“来我这里”的电话,又从办公室找出6个插排、5只壶,给即将赶来歇脚的人们提供电力和热水。不知是谁,把这家电影院可以避险、落脚的信息写进了那份“救命文档”。
在距离电影院13公里的陇海高架桥上,困在汽车里的李英豪饿了。前方路段积水严重,高架桥上的车辆不敢行进下桥,就地停车避险。晚上,李英豪住在附近的两个朋友,趟过积水,爬上高架桥,给他送来面包、火腿和饮用水。“我饿了,那大家肯定都饿了。”李英豪回忆,自己啃了一块面包,想把富余的食物送给陇海高架桥上的其他人。他在朋友圈发了一条简单的信息:陇海高架,黑色奥迪一直开着双闪,有干粮物资,可提供食用,孩子老人优先。这条信息被他的亲友们转发多次,不知道又被哪位好心人转发了微博,最后,它又被写进“救命文档”里。
文档持续更新,每一条信息都代表着陷入险境的个体。被Manto创建3个小时后,它已经充满了“被困”“失联”“无吃无喝”“手机即将没电”“水已经到胸了”等信息。
李英豪的车门不断被敲开,十多个人来找他“借粮”。杨震的电影院,这天晚上容纳了上千人。从当时有人拍下的视频中看,多数人在电影院睡了个好觉。男女按区域分开休息,有穿着短裤的男人四仰八叉地倒在放映厅的皮质座椅上,也有女人自带塑料垫,睡在银幕前的地板上。这一晚,电影院服务台,电热水壶的沸腾声几乎没有停过,杨震忙着烧水、巡逻、维持电影院的基本秩序——室内不许抽烟。
随着时间推移,那份“救命文档”,多了不少新的“标记”。被标记为“紧急”的条目,往往意味着格外特殊的险境。有人尝试标注城市里每一处漏电、塌方的位置,有志愿者挨个拨打文档里的电话号码,询问救援进展。由于访问量变大,有人在表格旁用大字标注,“别乱搞文件”。有人核实已被成功救援的信息,就用删除线划掉。在某种意义上,这份文档写下的是一场民间自救的史诗,也是无名氏的传记。
每天,“救命文档”也有一些求助者,等不到救援。有一家养老院曾发布求助称,最高水位达到80厘米,有20位吸氧和排痰的老人急需用电。可当记者联系时,操着河南口音的老大爷似乎对救援队和物资一点儿也不在意,只是抱怨,“他们(志愿者)只是打电话问而已,没有真正过来(探望)的人。”
如果肯花时间浏览“救命文档”,你会发现,它每时每刻都有新变化。21日6点创建的“待产孕妇生产指南”,到了22日,已被删除。新增的“漏电塌方绕行地区”,经纬度已经细致到小数点后6位。有人开始关心,编纂“救命文档”的人是谁。最受关注的是创建者Manto。21日深夜,寻找文档创建者的消息开始在网络上传播开来。Manto被找到了,她是上海财经大学金融学院的学生李睿。创建文档后,她奋战到半夜3点。她把初中同学、高中同学、大学同学、求职群里认识的同学都拉进这次行动中。李睿回忆,越来越多不认识的“哥哥姐姐”加入,用他们的专长不断更新、优化表格页面。
郑州东站一位滞留旅客,在文档最下方写了一段表达负面情绪的话,被网友看见了,就在他的留言附近,写满“加油”,并涂上粉红色的色块。如果他再仔细翻阅文档,会看到距离自己300米外,一家素食餐馆欢迎滞留东站的旅客前往暂歇,并提供免费午餐、晚餐。这家素食餐馆的厨师,在22日中午把白菜、粉条、香菇、木耳炖成一大锅,做成十几名滞留旅客的午餐。晚上,他又准备了足够150人吃的100份饭菜,交给航空公司,用直升机空投到有被困群众的樱桃沟。
如今,“救命文档”里的许多人已经重新回到原有的生活轨道上。杨震所在的电影院重新开始排片,李英豪回公司上班了,郑州东站附近的素食餐馆恢复正常营业——“救命文档”部分完成了它被寄予的期待,3000多人因它的存在得到救助。然而,它也给最初的创建者留下深刻遗憾。Manto说,她曾注意到,文档曾录入两位独居老人被困的信息。但后来她听说,其中一位实在找不到了。全文>>https://t.cn/A6fuw5Yu
#志愿者转发# #宝贝回家# 寻找约1957年出生1973年失联北京市房山区房山中学 同学张雷519957
https://t.cn/A65v6R31
(出处: 宝贝回家论坛)三十七年前的初中同学,儿时玩伴,重温那段美好时光。
共同经历:1970年6月,张东风在北京市房山区房山中学读初中,和同学张雷玩得非常来,张雷是随父母工作调动来房山中学读书的,1973年,初中毕业,张雷的父母调走,他也随父母转学,没有在房山中学读高中,张先生和张雷失去联系,四十多年来,当年一起玩耍的天真时光历历在目,张雷的父母都是教师,南方人,有两个姐姐,他父亲叫张永昌,后来在北京市房山进修学校任教。
https://t.cn/A65v6R31
(出处: 宝贝回家论坛)三十七年前的初中同学,儿时玩伴,重温那段美好时光。
共同经历:1970年6月,张东风在北京市房山区房山中学读初中,和同学张雷玩得非常来,张雷是随父母工作调动来房山中学读书的,1973年,初中毕业,张雷的父母调走,他也随父母转学,没有在房山中学读高中,张先生和张雷失去联系,四十多年来,当年一起玩耍的天真时光历历在目,张雷的父母都是教师,南方人,有两个姐姐,他父亲叫张永昌,后来在北京市房山进修学校任教。
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