Jak Ziemia zamieniła się w kulę śnieżną

Około 717 milionów lat temu wilgotne krajobrazy Ziemi i płynące błękitne wody przekształciły się w zimny, jałowy świat. Naukowcy nazwali ten etap historii geologicznej i inne podobne „Ziemią śnieżki”.

To, co spowodowało, że planeta prawie zamarzła, pozostawało tajemnicą, podobnie jak to, w jaki sposób pozostawała w tym stanie przez 56 milionów lat. Zespół badaczy z Uniwersytetu w Sydney poinformował w środę, że odkrył to. Mówią, że zlodowacenie Ziemi mogło być skutkiem globalnego spadku emisji dwutlenku węgla, na skutek zmniejszenia się liczby wulkanów wyrzucających gaz do atmosfery.

Niska zawartość dwutlenku węgla utrudnia atmosferze ziemskiej zatrzymywanie ciepła. Doszli do wniosku, że gdyby wyczerpanie zasobów było wystarczająco poważne, mogłoby doprowadzić planetę do najdłuższej jak dotąd epoki lodowcowej.

teoria, Opublikowano w czasopiśmie GeologyDaje wgląd w sposób, w jaki procesy geologiczne wpływały na klimat Ziemi w przeszłości. Może również pomóc naukowcom lepiej zrozumieć trendy w naszym obecnym klimacie.

„Oczywiście obecnie człowiek ma znaczący wpływ na zawartość dwutlenku węgla w atmosferze” – stwierdziła Adriana Dutkiewicz, sedymentolog z Uniwersytetu w Sydney, która kierowała badaniami. „Ale w przeszłości nie było ludzi, więc wszystko zostało w zasadzie zmodyfikowane przez procesy geologiczne”.

Istnieje wiele pomysłów na to, co zamieniło Ziemię w kulę śnieżną. Jedna z popularnych teorii sugeruje, że minerały uwolnione w wyniku wietrzenia skał magmowych pochłonęły z atmosfery wystarczającą ilość dwutlenku węgla, aby spowodować głębokie zamarznięcie.

Mogło to przyczynić się do wywołania globalnego zlodowacenia – stwierdził dr Dutkiewicz, ale samo w sobie nie byłoby w stanie utrzymać zamarzniętej Ziemi przez 56 milionów lat.

„Musi więc istnieć inny tajemniczy mechanizm, który może utrzymywać zlodowacenie przez długi czas” – stwierdziła.

Doktor Dutkiewicz i jej współpracownicy zwrócili wzrok w stronę wulkanów, ponieważ A Nowo dostępny model O przesuwających się płytach tektonicznych Ziemi. W miarę oddalania się kontynentów badali zmieniającą się długość grzbietu śródoceanicznego – szeregu podwodnych wulkanów – przewidywaną przez model.

Następnie zespół obliczył ilość emisji gazów wulkanicznych na początku epoki lodowcowej i w jej trakcie. Wyniki wykazały redukcję dwutlenku węgla w atmosferze wystarczającą do zainicjowania i utrzymania epoki lodowcowej przez 56 milionów lat.

Jako wyjaśnienie zjawiska kuli śnieżnej na Ziemi proponowano już wcześniej zmniejszenie emisji gazów wulkanicznych. Jednak według dr Dutkiewicza po raz pierwszy badacze udowodnili, że mechanizm działa, poprzez obliczenia modelowe.

Dietmar Müller, geofizyk z Uniwersytetu w Sydney i autor badania, powiedział, że praca ta jest jednym ze sposobów „rozróżnienia alternatywnych modeli tej bardzo starożytnej części ewolucji Ziemi”. Jeśli naukowcy wiedzą, że miała miejsce epoka lodowcowa, „możemy powiedzieć, że ten model rekonstrukcji jest prawdopodobnie bardziej prawdopodobny niż drugi model” – wyjaśnił dr Müller.

Oczywiście model to nadal tylko model. Bez danych ze świata rzeczywistego potwierdzających tę tezę badacze nie mogą wykluczyć innych możliwości.

„Jedną rzeczą w geologii jest to, że nie ma ostatecznych odpowiedzi” – stwierdził dr Dutkiewicz. „Ale w oparciu o szereg różnych dowodów możemy zasugerować, że jest to bardzo prawdopodobny proces”.

Francis McDonald, geolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, który nie był zaangażowany w prace, powiedział, że takie badania są ważne dla zrozumienia przyczyn niepowodzenia klimatycznego. Niechętnie jednak akceptuje wyniki starożytnych modeli dna morskiego, ponieważ niewiele jest danych ujawniających, jak wyglądała wówczas skorupa oceaniczna Ziemi.

„Jak właściwie to testujemy?” Doktor MacDonald zapytał o model zespołowy. „Myślę, że to naprawdę duże wyzwanie”.

Dr Müller uważa jednak, że ważne jest podjęcie próby ograniczenia ilości gazu wulkanicznego emitowanego w przeszłości, zwłaszcza jeśli chodzi o przyszłe modele klimatyczne. „Zwykle jest to najbardziej niejednoznaczny standard” – powiedział.

Tego typu badania mogą pomóc naukowcom w rozróżnieniu wpływu działalności geologicznej od zmian klimatycznych spowodowanych przez człowieka. Ale czy naturalny spadek emisji wulkanów może uchronić nas przed ilością węgla, którą obecnie pompujemy do naszej atmosfery?

„Niestety nie” – stwierdził dr Dutkiewicz. „Możemy badać te starożytne zakłócenia, ale zmiany wywołane przez człowieka to inny rodzaj bestii” – dodała.