想像一下漂浮在太空中，凝視著一個冰凍的白色球體。球懸掛在虛空中，孤獨地在星星的光芒下閃閃發光。從極地到赤道，球體上覆蓋著厚厚的冰殼。在這顆白色行星的軌道上有一顆佈滿隕石坑的衛星。
你正在凝視七億年前的成冰紀時期的地球。這大約是最早的時間的三倍漫游過——但在地球令人費解的 45 億年曆史中還沒有多久。
在冰凍紀期間，我們的星球陷入了系列深度冷凍當巨大的冰川流過全球時。
在新研究發表於地質學，我們展示了這些破碎的冰河，有時深達數公里，像巨大的推土機一樣粉碎了地球的岩石表面。
當冰最終融化時，磨碎的礦物質被沖入海洋，在那裡它們可能提供了複雜生命進化所需的營養。
放入冰箱
根據雪球地球假說，地球在成冰紀期間至少經歷了兩次極端的全球冰川作用。
這些事件的痕跡在全球各地隨處可見冰川條件下形成的沉積岩，強烈表明冰從兩極擴散到赤道地區。
儘管科學家提出，沒有人確切知道是什麼引發了這些深度冷凍事件一系列的可能性。其中一個關鍵可能是大氣中溫室氣體的顯著減少，特別是二氧化碳（一氧化碳2).
二氧化碳2大氣中的濃度可能下降是因為岩石風化加劇位於當時存在的一大片熱帶大陸上。當大陸位於熱帶地區時，溫暖潮濕的條件會加速化學風化，吸收二氧化碳2離開大氣，將其鎖在碳酸鹽礦物中。
這一時期發生的大陸分裂期間的構造活動也可能發揮了作用。它可能創造了諸如淺海之類的條件，從而導致更多的二氧化碳去除2從空中。
隨著冰蓋向熱帶推進，它們將更多的陽光反射回太空，導致進一步變冷。這些過程共同導致冰迅速擴散，直到地球幾乎完全凍結。
雪球地球是如何結束的？
火山活動可能在結束這些冰河時代方面發揮了至關重要的作用。隨著冰川覆蓋地球，地殼、海洋和大氣之間的相互作用急劇減慢。結果，當火山噴發時注入二氧化碳2如果進入大氣層，它不會被重新吸收，而是經過數百萬年的積累。
這些高濃度的CO2造成失控的溫室效應，使地球變暖，最終融化冰。由此產生的解凍導致海平面迅速上升，營養物質大量湧入海洋。
獨特的岩層是在這個突然的過程中創建的，因為海洋的化學反應對新的條件做出了反應。營養物質的激增可能導致了一系列生物變化，可能為複雜生命的興起奠定基礎.
許多科學家認為雪球地球融化時大氣條件的變化導致了海洋化學的變化。在我們的新研究中，我們發現解凍期間從大陸上刮下來的物質也可能發揮了作用。
雪球到泥球，冰川推土機到行星動力軟管
我們研究了岩石的各個部分，從古老到年輕，從雪球期到融化。通過這樣做，我們了解了冰川和隨後的河流系統對地球地殼的影響。
我們用這些岩石序列探索了礦物，發現在雪球事件開始和解凍發生期間出現了一致的獨特變化。
雪球地球事件與更古老、更深的地殼暴露並被磨碎到數公里厚的冰層下的顯著增加有關。
隨著冰川在融化期間退縮，大量流出的融水輸送了被困在冰下並穩定下來的礦物顆粒。一旦接觸液態水，脆弱的礦物質就會溶解，釋放出化學物質。
這個過程——就像大氣的變化一樣——會改變海洋的化學成分。冰川退縮有助於塑造對海洋生態系統至關重要的元素的分佈。
過去的教訓
記住地球自然過程的時間尺度很重要。在數千年、數百萬年和數十億年的時間裡，板塊構造、侵蝕和大氣循環等過程將繼續塑造地球的未來。
然而，在較短的時間尺度上，人類活動已成為主導力量推動氣候變化.
雖然地球本身將持續存在，但複雜的人類社會的生存取決於我們今天的行動。我們是非凡的乘客”太空飛船地球“，一顆行星通過動態地球化學循環回收其化學構件，最初使用物質遠古星辰鍛造而成.
這些過程調節地球表面並維持生命，即使我們星球的命運與太陽和宇宙的演化息息相關。
人類在地球物種中獨一無二，已經開發出工具和系統來減輕氣候變化、飢荒、戰爭甚至影響，但有效利用這些能力仍然掌握在我們手中。
遙遠的過去為我們星球上的化學循環如何運作提供了指導。我們是否會足夠明智地使用這些信息還有待觀察。
