热议气候变暖的当下，咱们来看看另外一个景象：气候变冷——二氧化碳太少导致的。“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，澳大利亚地质学家最近在《地质学》杂志上发表的一项研究中，通过板块构造建模，揭示了地球7亿多年前发生的极端冰河气候的原因。这项研究为我们理解地球内置的恒温调节器的运作提供了帮助。
该研究也提出了一个有趣的远景图：未来，地球或再次变雪球？因为CO2排放减缓，或将引发史诗冰河时代。为助力全球环境治理、并供我国学者了解最新研究动态信息，编译分享信息如下，供感兴趣的读者们参阅。
图片澳大利亚北部弗林德斯山脉7.17~6.64年前斯图尔特冰川时期的沉积物。研究的主要作者Adriana Dutkiewicz博士正在指向一层厚厚的冰川沉积物。照片：悉尼大学Dietmar Müller教授。
地球冰封了5700万年！科学家解密7亿年前极端冰川时代之谜
这项研究的首席作者，是澳大利亚科研基金未来研究员阿德里安娜·杜特基维奇博士（Adriana Dutkiewicz），该研究团队在2024年2月7日的《地质学》杂志上发表了这项研究成果。研究使用了悉尼大学的EarthByte计算机模型，对地球历史上一场持续5700万年的极端冰河时期进行了深入探索。
研究指出，当时地球冰封的原因主要是由于，史前火山二氧化碳的排放量，创下了历史新低；再加上，现在加拿大所在位置的大量火山岩的风化过程，这一过程吸收了大气中的二氧化碳。研究小组在南澳大利亚的弗林德斯山脉进行的野外工作中，受到了这一时期古老冰川遗留的冰碛物的启发。
这场被称为“斯图尔特冰期”（Sturtian）的极端冰河时期，发生在7.17亿~6.6亿年前，早于恐龙、和陆地上的复杂植物生命。研究团队通过板块构造模型显示，这一时期的火山二氧化碳排放创下了历史新低。整个冰河时期，二氧化碳排放保持相对较低水平。
该研究结果引发了人们对地球长期未来的思考。有一个理论提出，在未来的2.5亿年里，地球将演变成“终极盘古大陆”（Pangea Ultima，也称为超级大陆），这可能导致哺乳动物的灭绝。然而，目前地球正朝着火山二氧化碳排放减少的方向发展，因此，届时也许，终极盘古大陆将再次变成一个冰球。
杜特基维奇博士指出：“无论未来如何，值得注意的是，这里研究的这种地质气候变化发生得极为缓慢。根据NASA的说法，人为引起的气候变化的速度是我们以前所见过的10倍。”
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终极盘古大陆
终极盘古大陆（Pangea Ultima），是地质学上的一个假设性的超级大陆，被认为可能在未来几亿年内形成。作为一个关于未来大陆演变的理论构想，这一概念描绘了一种在未来漫长时期内可能形成的巨大陆地形，是对现代七大洲重新合并的一种设想。这个概念是由美国德克萨斯大学阿灵顿分校的克里斯托弗·史考提斯提出的。大概就是因为它的形状很像过去的盘古大陆，所以管叫它“终极盘古大陆”。
终极盘古大陆形成的时候，据预测会有一些地质变化。在大西洋的西边，也就是美洲的东边，可能会有一条隐没带，而且大西洋中部的那个脊也可能被拖进去。大西洋和印度洋的海底可能会消失，大西洋也可能闭合起来。最后，美洲大陆可能会和欧洲、非洲大陆撞在一起。就像其他大陆一样，终极盘古大陆里面可能是一个极热的、半干燥的沙漠。
斯图尔特冰期
斯图尔特冰期（Sturtian）发生在地球历史上很久以前的一段时间，那时整个地球都被冰雪覆盖，形成了很大的冰川。这个时期可能持续了大约7.15亿~6.43亿年。如今在澳大利亚东南部、加拿大北部的山区，我们可以找到斯图尔特冰期留下的痕迹，表现为一些特殊的岩石。
这个冰期的名字，来源于澳大利亚南部的一个峡谷，那里的冰碛岩为科学家们提供了关于这段时期发生了什么的线索。在全球各地，包括澳大利亚、加拿大、中国、埃塞俄比亚、纳米比亚、西伯利亚和斯瓦尔巴等地，都能找到保存斯图尔特冰期痕迹的岩石。这些岩石告诉了我们地球在过去曾经发生过的气候变化，也能帮助我们更好地理解现代的气候变化。
那时候，恐龙、陆地上的复杂植物生命都还没有出现，更别说人类了。在那段时期内，地球几乎完全被冰雪覆盖，形成了全球性的冰川覆盖。如本文所介绍的，这场冰期的起因，被认为与历史上火山二氧化碳排放的历史最低值、以及加拿大大陆性火山区的风化过程有关，因为这一过程吸收了大气中的二氧化碳，导致地球大气中的CO2浓度下降至了非常低的水平。这一时期的异常寒冷气候持续了数百万年。
思考题 | 举一反三
Q1. 在地球距今7亿多年前发生的“斯图尔特冰期”（Sturtian）这个冰河时期中，历时5700万年的极端冰河事件，是由于火山二氧化碳排放的历史最低值导致的。那么，我们现今地球上的大气CO2浓度与当时相比如何？有没有可能，我们现在也处于一个CO2浓度的临界点，可能引发类似的极端气候事件？
Q2. 地球的板块构造重组对Sturtian冰河时期的开始有着明确的影响，使火山排气降至最低水平。如今，地球板块减速和大陆碰撞的增加可能会导致火山CO2排放减少。这一趋势，对我们当前气候演变有何启示？是不是地球正朝着一个新的气候时代迈进？
Q3. 在研究中提到：Sturtian冰河时期开始时，大气中的CO2浓度低于今天的一半。这个数据呈现了一个引人关注的对比，那么，人类活动导致的CO2排放对现代气候的影响有多大？如何平衡工业发展与环境保护，以避免类似过去发生的气候极端事件？
Q4. 在地质气候变化的研究中，Sturtian冰河时期的持续时间长达5700万年，这在人类的时间尺度上，简直难以想象！而，相比之下，目前人为引起的气候变化速度是过去的10倍。这一对比下，于我们如何应对迅速发展的气候问题？我们是否能够在演变中，采取及时有效的措施，来维护地球的气候平衡？
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新闻源 | 悉尼大学、地质学
编译 | 王芊佳
审核 | 绿茵
排版 | 绿叶
【参考资料】
Adriana Dutkiewicz, Andrew S. Merdith, Alan S. Collins, Ben Mather, Lauren Ilano, Sabin Zahirovic, R. Dietmar Müller. Duration of Sturtian “Snowball Earth” glaciation linked to exceptionally low mid-ocean ridge outgassing. Geology, 2024; DOI: 10.1130/G51669.1
https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2024/02/08/geoscientists-discover-what-turned-snowball-earth-sturtian-ice-age-earthbyte.html
University of Sydney. "What turned Earth into a giant snowball 700m years ago? Scientists now have an answer." ScienceDaily. ScienceDaily, 7 February 2024. www.sciencedaily.com/releases/2024/02/240207194410.htm
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