原標(biāo)題：“雪球地球”一定冷嗎？還真不一定

在距今6-7億年前的成冰紀(jì),，地球經(jīng)歷了兩次全球性的冰川事件,，分別為斯圖特（Sturtian）冰期和馬里諾（Marinoan）冰期。在這兩次冰川事件過程中,，地表系統(tǒng)遭受極端寒冷氣候的洗禮,，全球海洋完全冰凍，地表冰蓋厚度達(dá)到上千米,，這種全球性的冰川事件被稱之為“雪球地球”,。

“雪球地球”狀態(tài)持續(xù)時(shí)間長達(dá)數(shù)千萬年之久，代表了地質(zhì)歷史上最嚴(yán)重的冰室氣候事件,。

然而,，在“雪球地球”期間，氣候一直是寒冷的嗎,？中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所等的最新研究卻發(fā)現(xiàn),，這還真不一定！

故事需要從頭說起,。

成冰紀(jì)冰期事件研究始于19世紀(jì),。1871年,，英國地質(zhì)學(xué)家 James Thomson 發(fā)現(xiàn)了冰川沉積記錄,，首次認(rèn)識(shí)到成冰紀(jì)存在冰川事件。隨后，成冰紀(jì)冰川記錄在多地相繼被發(fā)現(xiàn)報(bào)道,。但是,，由于當(dāng)時(shí)“大陸漂移學(xué)說”并不被地質(zhì)學(xué)家們所接受，因此成冰紀(jì)冰川事件并不被認(rèn)為是一次全球性冰期

一個(gè)世紀(jì)以后,，1992年,，加州理工學(xué)院 Joseph Kirschvink 發(fā)表短文，認(rèn)為成冰紀(jì)冰川作用波及到赤道地區(qū),，并提出了“雪球地球”的概念,。

隨后，哈佛大學(xué) Paul F.Hoffman 對(duì)“雪球地球”假說進(jìn)行了修訂,，認(rèn)為距今6-7億年前的成冰紀(jì)冰期過程中,，全球海洋被完全冰封。

“雪球地球”假說認(rèn)為,，在成冰紀(jì)極端冰期過程中,，全球氣溫低至-50℃，整個(gè)海洋被完全冰封,，地表水-氣交換受到嚴(yán)重阻礙,，地表風(fēng)化作用與海洋生物固碳作用停滯，導(dǎo)致火山噴發(fā)出的大量CO2在大氣中聚集,。當(dāng)大氣CO2濃度達(dá)到當(dāng)前濃度約350倍時(shí),，強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，便會(huì)引起全球冰蓋瞬間解體,。

“雪球地球”假說得到了巖石學(xué)證據(jù)支持,，包括冰期地層內(nèi)條帶狀鐵礦層的出現(xiàn)和全球性蓋帽碳酸鹽巖沉積。

然而,，2000年,，德克薩斯A&M大學(xué)Hyde，W,。T,。等對(duì)“雪球地球”進(jìn)行了氣候模擬研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“雪球地球”過程中的海洋并非完全封閉,，在低緯度赤道地區(qū)存在開闊海環(huán)境,。

隨后，2007年,，多倫多大學(xué) W.Richard Peltier 通過對(duì)“雪球地球”進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),，成冰紀(jì)全球冰期啟動(dòng)后，全球平均氣溫的降低會(huì)大大提高海洋的通風(fēng)效率,，加劇海洋深部水體存在的溶解有機(jī)碳庫的再礦化,，緩沖大氣CO2濃度,，從而阻止全球冰封海洋的出現(xiàn)，因此那時(shí)海洋應(yīng)存在或者季節(jié)性存在開闊海環(huán)境,。

此外,，氣候模擬顯示地表平衡狀態(tài)下，大氣CO2濃度很難達(dá)到10萬ppm以上,，“雪球地球”的解體所需要的大氣CO2濃度很難實(shí)現(xiàn),，也使得“雪球地球”假說受到廣泛質(zhì)疑。

2018年,，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所郎咸國博士與北京大學(xué)沈冰研究員等人對(duì)我國華南成冰紀(jì)馬里諾冰期沉積記錄—南沱組地層進(jìn)行了系統(tǒng)的沉積學(xué)研究,，恢復(fù)了“雪球地球”的冰川動(dòng)力學(xué)過程。

研究發(fā)現(xiàn)“雪球地球”過程中的全球海洋,，并非處于完全冰凍,，而是存在開闊水域，并提出雪球地球過程中的氣候存在明顯的冷暖波動(dòng),。研究成果已于近期發(fā)表在國際地學(xué)期刊《前寒武紀(jì)研究》（Precambrian Research）上,。

該研究對(duì)華南地區(qū)馬里諾冰期沉積地層進(jìn)行研究，覆蓋淺水環(huán)境,、斜坡相以及深水盆地環(huán)境的多個(gè)野外地質(zhì)剖面,，通過詳細(xì)的沉積相分析，總結(jié)出3個(gè)不同的沉積類型：冰川近緣沉積,、冰川遠(yuǎn)緣沉積以及非冰川沉積,。

該研究根據(jù)沉積變化特征恢復(fù)了“雪球地球”的冰川動(dòng)力學(xué)演化過程，發(fā)現(xiàn)馬里諾冰期存在多次冰進(jìn)-冰退旋回,，表明“雪球地球”過程中的氣候變化是動(dòng)態(tài)的,。在冰川動(dòng)力學(xué)研究基礎(chǔ)上，識(shí)別出兩次冰川發(fā)育鼎盛期,。南沱組中部存在的細(xì)粒碎屑巖及碳酸鹽巖夾層,，代表了兩次冰盛階段之間的冰川消融期。南沱組頂部的含礫粉砂巖或粉砂巖沉積則表明Marinoan冰期的消融要早于蓋帽碳酸鹽巖的沉積,。

該項(xiàng)研究工作表明,，成冰紀(jì)馬里諾冰期過程中的海洋并非處于完全冰封的狀態(tài)，而是存在開闊海域,，冰期過程中的氣候也存在冷暖波動(dòng),。

該研究為正確認(rèn)識(shí)成冰紀(jì)馬里諾極端冰期事件提供了重要科學(xué)依據(jù)。同時(shí)該研究成果對(duì)于正確認(rèn)識(shí)“雪球地球”冰期,，具有重要的科學(xué)意義,。