我们的地球以前严寒到哪些程度

中国北京时间 3 月 9 日信息，过去的绝大多数時间里，我们的家园温度都需要比如今更热，有时候乃至热许多。可是，也有时，地球上温度比如今更冷。科学家很有可能始终没法了解，在地球上大概 45.4 亿光年的岁月中，哪一个时期肯定最冷。可是科学研究工作人员发觉了一些市场竞争参赛选手。全部这种严寒的时期，都被觉得是历史悠久的冰川时期。

最凉的气温发生在约 20 亿光年前，在地球大气层含氧量升高后。大量极度深寒则发生在 7.5 亿光年前到 6 亿光年前。尽管科学家对这种时期的冰川覆盖面积沒有统一结果，但有直接证据说明，在地球赤道地域，冰川基本上落入水平面高宽比。

过去的几千万年中，冰川隔三差五地遮盖着北半球地图的辽阔地域。虽然沒有几近国际性冰川那麼比较严重，但更新世的冰川时期很有可能产生了以往五亿光年中最严寒的气侯。一部分最不容乐观的严寒气侯大概产生在两万年前。

▲ 当代地球上最严寒的地区坐落于南极大陆东部地区的冰穹 A 和冰穹 F 中间的一个高脊处。每一年，日本南极大陆科学考察的科学家会从南极大陆海湾前去冰穹 F 的科学考察站。

科学研究岩层纪录

冰川时期就是指全球气温明显低于正常水准，冰川和冰层也超出一切正常水准的时期。冰川时期不容易造成 不断的严寒气侯。反过来，正中间也掺杂着相对性溫暖的时期。因而，冰川时期实际上是前行冰川（冰期）和倒退冰川（间冰期）的混和。虽然相对性溫暖，间冰期仍是冰川时期的一部分。

那科学家是如何知道古时候冰川时期发生的呢？显而易见，内地经营规模的冰川向地球赤道扩散的情况下，温度计都还没发生。以往冰川时期的直接证据，实际上来自于地貌学。十九世纪初，科学研究课程发生后没多久，地理学家便逐渐找寻古时候冰块儿留有的案件线索。地理学家意识到，冰川很有可能会在基岩上留有极大的刮痕，并把岩层挪动到遥远的地方——通常是将岩层丢入海洋。

▲ 来自远方的岩层落在深海的边沿，暗示着存有历史悠久的冰川主题活动。这方面漂石 “沉没”在法国吕根岛阿科纳角的浅水区中。

一旦发觉更新世（大概 260 万年前到 11000 万年前）的冰川功效印痕，地理学家就可以了解怎样在历史悠久的岩层上鉴别这种印痕。将冰川功效的直接证据与板块运动和大陆漂移的直接证据紧密结合以后，地理学家就可以辨别出一亿年前的冰川主题活动。那时候的每个内地结构，与现如今的迥然不同。

▲ 一直以来大家将一些地质学状况视作行成水灾导致的結果。但十九世纪的一位美国地理学家斯伯里 · 帕洛兰特觉得，它是冰川功效的直接证据。他因而变成冰川世纪基础理论的拥护者。

总而言之，科学家早已从地质学记录中明确该了十几个冰川时期，在其中几个冰川时期就产生在近期的五亿光年前。有一些更历史悠久的冰川时期很有可能更为不容乐观，很有可能是大家地球上在历史上最严寒的冰川时期。

含氧量升高与温度降低

目前为止，从地质学记录中发觉的最历史悠久冰川时期为休伦冰川时期。最少在其中一个冰期造成 了被地理学家称之为 “雪球地球”的事情，即全部地球上或基本上全部地球上都被风雪遮盖。算上期内参杂的好多个非冰期，全部休伦冰川时期发生于 24 亿光年前到 21 亿光年前，其诱因很有可能是外部经济性命的转变。

古生物学家推断，当 35 亿光年前，微生物菌种刚发生在地球上时，他们既不耗费co2，也不用co2。实际上，性命演变之初，地球上的空气曾与大家现如今见到的空气截然不同。虽然N2成分很有可能非常，但别的汽体成分要不比如今多许多，要不比如今少许多。二氧化碳成分可能是当今水准的 10 倍到 2500 倍，而甲烷气体成分很有可能也是当今水准的 10000 倍之上。那时候的空气中，基本上沒有co2。

▲ 年青的地球上设计概念。地球大气中含氧量升高以前，我们的家园看起来很有可能并不是一个淡蓝色的星球，而更好像一个浅橙色的星体。

科学家们一直在探讨，究竟从何时逐渐，分子生物学会了植物光合作用，并转化成副产品co2。科学家们得出的可能范畴大概是在 35 亿光年前到 25 亿光年前。最历史悠久的co2制作者可能是当代蓝藻病菌或蓝藻的先祖。

最先，这种初期植物光合作用性命造成的co2会与深海中的铜元素产生反映，进而在深海产生一层又一层的锈迹般堆积物。以后，co2才逐渐在空气中累积。有一些co2与甲烷气体产生反映，生产制造二氧化碳和水。此外，能开展植物光合作用的微生物菌种种群数量稳步增长，又耗费了大量的二氧化碳。

▲ 当代蓝藻病菌（别名蓝藻）的先祖可能是地球上第一批co2制作者，并产生了气侯的重特大转变。

二氧化碳是一种空气污染物，甲烷气体则是一种更强劲的空气污染物。当空气中这种空气污染物的浓度值降低，全球气温也随着急剧下降，最后造成 地球上进到到一系列的冰川时期。休伦冰川时期和间杂的非冰期大概共不断了 3 亿光年之久。有直接证据说明，那时候的冰川在地球赤道地域贴近水平面的高宽比。（现如今地球赤道地域仍有风雪遮盖，但仅限高原地区部位。）

这种冰川时期的地质学直接证据最开始于 1907 年在休伦湖周边的冰川堆积物中被发觉。自那以后，地理学家在北美地区别的地域，及其巴西、南澳大利亚和欧州东北部地区均发觉了大量冰川时期的地质学直接证据。

▲ 这方面山体滑坡坐落于澳大利亚安大略省蒂姆菲斯飞瀑周边，休伦湖的南岸。22 亿光年前，在飘浮的冰川功效下，这方面石块 “居住”在深海的堆积物中。

含氧量的升高，在促使地球上愈来愈严寒的另外，也推动了吸气co2的繁杂性命的演变，并产生了地球上的大气层。大气层又可以维护地球生命免遭紫外线辐射的损害。

极冻再度袭来

在地球历史中的成冰纪期内，极冻再度袭来。在 7.5 亿光年前到 6 亿光年前，地球上最少2次深陷极度深寒。因为成冰纪归属于前寒武纪元古宙新元古代，期内产生的极冻事情有时候也被称作 “新元古代雪球地球”。

科学家们仍在再次探讨新元古代的冷冻诱因，及其接着又解除冻结的缘故。活火山可能是让地球上进到冰川期，又让地球上摆脱冰川期的身后能量。大概 7.5 亿光年前，大部分内地集聚在地球赤道周边。在这里片集聚在一起的内地中，地理学家早已寻找说白了的 “大碎屑岩省”的直接证据。这儿的 “大”，仅仅一种传统的说词。你能想像一个总面积如内地般广阔的火山活动地区。这般巨大的火山喷发，也许可以用二种方法，使地球上制冷。

▲ 以前的地球赤道大碎屑岩省直接证据，储存于澳大利亚努纳武特地域。该地球赤道大碎屑岩省或打开了成冰纪。活火山化学物质入侵较历史悠久岩石层，越过历史悠久的沙色岩层。遮盖海域的冰川消散后，海域升高，产生浅色系的岩层带。

当活火山释放出来二氧化硫时，该汽体会在空气中产生各种各样化学变化，产生非常容易返光的硫氰酸钾。硫氰酸钾颗粒物宛如数十亿个小型浴室镜子，能够 阻挡太阳。硫氰酸钾的制冷发展潜力在地球上的地球赤道周边特别是在显著。一样地，火山爆发会弄出的很多石灰岩，接踵而来的岩石风化也会制冷地球上。伴随着时间的流逝，降水、风和化学反应待会腐蚀火山岩石。渗透到岩层的降水和地表水能够 融解二氧化碳，将二氧化碳从空气中脱离出去，最后使其产生为例如白云石一类的硫化物矿物质。

假如全球气温降低得充足快，冰块儿便会逐渐堆积，而冰块儿反射面绝大多数自然光的工作能力又进一步减少了地球上的温度。

地理学家早已明确了新元古代的2个冰期：斯图特（Sturtian）冰期，大概在 7.2 亿光年前到 6.6 亿光年前；和马里诺（Marinoan）冰期，大概在 6.4 亿光年前到 6.35 亿光年前。这两个冰期留有的石层表明了目前为止在地质学记录中发觉的极冻冰期的最普遍直接证据。

在这里2个极冻的冰期中间，地球上好像还经历了一样极端化的温室大棚气侯。这一极端化气侯的根本原因，也许仍与火山活动相关。

长期性看来，活火山释放出来的二氧化碳和岩石风化耗费的二氧化碳，能够 相互依存。可是，因为一亿年前冰面遮盖了基本上全部地球上，气侯越来越太凉而没法造成很多降雨，岩石风化全过程慢慢变缓。另外，提升的海冰又降低了蓝藻病菌在深海表层得到阳光照射的工作能力，植物光合作用也越来越少了。

▲ 土卫二表层是一层冷冻的深海。在其冷冻层下边，很有可能存有液态水和性命所必不可少的成份。假如地球上在历史上最不容乐观的冰川时期是真实的雪球地球事情——沒有宽阔的深海，那麼我们的家园很有可能看上去如同一个超大型号的土卫二。

可是，活火山仍在持续释放出来二氧化碳。没了岩石风化或植物光合作用主题活动耗费空气中的二氧化碳时，这类空气污染物便会一直累积，从而造成 全球气温慢慢上升。一旦全球气候变暖，足够溶化亚热带的冰块儿时，温度升高便会加快。在丧失很多能够 折射光的冰块儿后，地球上又可以消化吸收大量的太阳能发电。接着的大溶化很有可能会造成强烈、迅速的岩石风化，最后打开第二次冰期。

和休伦冰川时期一样，在成冰纪的冰期，地球赤道周边的冰川也贴近水平面。可是，新元古代的冰川遮盖水平——不论是雪球地球還是融雪球地球——仍是一个活跃性的研究领域。

近期的冰期

岩层纪录表明，虽然地理学家早已发觉好几个冰川时期的直接证据，可是过去的 5 亿光年中，休伦冰川时期合成冰纪冰期更为不容乐观。虽然 3 亿光年前到 2.5 亿光年前发生的严寒气侯也许能够 与之一较高下，但以往 5 亿光年内产生的最不容乐观冰期也可能是近期的一次冰川时期。

此次冰期产生于更新世时期，大概起起源于 260 万年前，一直不断到大概 1.1 万年前。

和别的冰川时期一样，这近期的一次冰川时期也产生了一系列的前行冰川和倒退冰川。事实上，严格来说，大家现阶段仍处在冰河时期。大家眼底下恰好生活在间冰期罢了。

▲ 全部人类发展史——从最早的文字（如楔形文字）到智能机等——都产生在间冰期。

大概 5000 万年前，地球上溫度上升，以致于北极冰层都融化了。可是从这一刻起，地球上的溫度一直在降低。大概从 3400 万年前逐渐，南极冰盖再度慢慢产生。非洲地区与南极大陆也许也因而分离出来，开拓出德雷克海峡。除开给第几代的远洋航行者产生挑戰以外，德雷克海峡还造就了南极洲绕极流。这一围绕南极大陆由东向西的海流，降低了到达南极大陆的深海发热量，促使南极大陆的冰面得到再次产生和提高。

▲ 狂风巨浪让穿越重生德雷克海峡之行让人特别是在难以忘怀。德雷克海峡也许也推动了南极大陆冰层的发展趋势。

地球上进到其近期的冰河时期很有可能跟另一个板块运动也摆脱不掉关联。巴拿马地峡产生于 450 万年前，是南北美洲中间的陆桥。在巴拿马地峡产生以前，北大西洋和中国太平洋能够 随意地互换亚热带海面。可是巴拿马地峡的发生，阻隔了两现大洋中间的海面互换，并时溫暖的咸海水一路北进，从而提升了北半球地图高纬度地区的降雨量。降雪逐渐积累变成冰川，最后变成冰层。这种极大的返光冰块儿又让地球上的制冷发展趋势得到持续。

一旦地球上严寒到足够产生冰层的水平，这种冰层会在 2 萬年到 1 萬年的时间段内提升或降低，一部分缘故取决于米兰科维奇循环系统。地球轨道上的这种可预测分析的转变包含离心率（地球上绕太阳光路轨的转变）、传动轴倾斜角（地球上传动轴歪斜视角的转变）及其路轨进动（地球上自转轴方位的晃动）。这种转变能够 根据更改地球大气层得到的太阳能发电遍布，来危害气侯。

▲ 大概 2 万年前，在更新世冰河时期的最后一次较大冰期期内，冰面遮盖了北美地区和次大陆的绝大多数地域。

近期的一次极冻冰期大概产生在 2 万年前。那时候的全球气温很有可能比今日的温度低 10 华氏度上下（5 ℃）。在更新世冰河时期最严寒的情况下，冰层拓宽到北美洲和次大陆的绝大多数地域。若沒有这种冰层和事后的溶化，大家今日就不容易有五大湖、尼亚加拉大瀑布及其新泽西州和俄勒冈州的河堤疤地。

▲ 大概 1.2 万年前，融水逐渐从尼亚加拉跳崖外溢。今日，每秒钟大概有 3160 吨流水经尼亚加拉大瀑布，是更新世冰河时期的一个长期财产。

规模性冰层何时会再朝着地球赤道地域前行呢？他们很有可能不容易依照米兰科维奇循环系统预测分析的時间重新来过。米兰科维奇循环系统对全球气候变化的危害不尽相同，有的更显著，有的则不那麼显著。当地球大气层中的二氧化碳成分超出百万分之三百时，该汽体的贮热工作能力将足够相抵更为细微的米兰科维奇循环系统。当今，地球大气层中的二氧化碳成分早已超出了百百分之零点四百，又因为二氧化碳是一种长时间具有的汽体，这般高质量的成分也许能够 不断几千年。这并不是是说，下一个冰期始终不容易来临，仅仅很有可能会晚到一些情况下罢了。