“雪球地球”场景使我们的星球陷入百万年的冬天

显示向雪球地球前进的图形。

如今的气候新闻都是关于全球变暖的，但全球冰冻是地球遥远过去最大的气候担忧。

长期的严寒“就像服用类固醇的冰河时代”将冰川带到了赤道，并使大部分（如果不是全部的话）海洋结冰。

科学家们将争论是什么引发了这些所谓的雪球地球，但同样不确定的是地球是如何自我解冻的。一个研究小组正在研究温室气体的过度变暖，这将有助于结束长达一百万年的冬季。

雪球地球的证据来自于从古代冰川沉积物中提取的古地磁数据。从它们的磁性特征来看，地质学家认为这些由冰引起的岩石中有一些起源于低纬度地区。这一令人惊讶的结果意味着一个寒冷的星球只会被寒冷反射出更多的热量。

亚利桑那大学的Alexander Pavlov说：“一旦热带地区有了冰盖，就会从那里开始‘降雪’。”

冰反射的阳光是裸露地面的两倍多，是水的五倍多，所以随着冰的扩散，保留在表面的热量减少了。据估计，全球平均气温已降至零下50摄氏度（零下58华氏度）。

巴甫洛夫说：“这就是为什么躲避雪球如此困难的原因。”“被吸收来加热行星的辐射要少得多。”

但是逃离了地球。巴甫洛夫和他的同事们正在为将结冰的雪球温度推回到更舒适水平的必要条件建模。

作为美国国家航空航天局天体生物学：外来生物学和进化生物学计划的一部分，他们还将考虑在寻找宜居行星方面的影响。如果雪球事件的爆发变得非常困难，那么我们原本希望拥有液态水的其他世界可能会永久冻结。

深度冻结

地质记录上有三个雪球地球的特征，尽管可能还有更多。第一次事件发生在大约23亿年前，似乎与大气中氧气的上升大致一致。

另外两次发生在最近的7.1亿年和6.4亿年前。科学家们提出了几个理论来解释是什么导致了“雪球地球”。其中最著名的是，当太多大陆漂移到赤道附近时，捕获热量的二氧化碳减少。

大气中二氧化碳的含量可能受到大陆位置的控制，这似乎很奇怪，但这种联系是通过岩石的化学风化实现的。空气中的二氧化碳溶解在雨水中，产生碳酸，溶解硅酸盐等岩石矿物。通过反应，二氧化碳转化为碳酸盐，从而减少了大气中这种温室气体的数量。

通常，在气候温暖的地方，这种风化作用会更快，因此将大部分大陆沿着赤道分布会增加风化作用，并导致二氧化碳显著下降，从而使地球变冷。

科学家们对雪球事件期间地球被冰覆盖的程度存在一些争论。许多生物学家认为，地球上的生命不可能在被一层更厚的冰层锁住的情况下存活下来，所以他们认为热带海洋中有开阔的水域。

然而，巴甫洛夫认为，一旦气温达到35度左右，就很难阻止冰四处传播。此外，有地质证据表明，在延长的冰川期，海洋实际上与大气隔绝了。

破冰

假设地球确实完全冻结了，温度趋势是如何逆转的

此前，研究人员提出，地球可以通过将二氧化碳的刻度调回来重新变暖。火山将不断释放二氧化碳，而被冰覆盖的星球上几乎没有风化作用来消耗这种温室气体。

计算表明，一旦大气中积累了0.2巴的二氧化碳（是我们现在的600多倍），温室变暖就足以开始融化冰。

然而，这种变暖模式也存在一些漏洞。二氧化碳将在零下80摄氏度（零下112华氏度）左右凝结成“干冰”。在雪球事件期间，冬季极地温度应降至这一极限以下，因此很大一部分二氧化碳最终被困在极地的季节性冰盖中（类似于火星上发生的情况）。

巴甫洛夫和他的同事目前正在重新制作模型，以解释二氧化碳的冷凝和蒸发。他们还将研究是否会形成二氧化碳云，从而阻挡部分阳光到达地面。

事实可能证明，火山喷发的二氧化碳不足以融化地球。因此，他的小组将考虑其他温室气体的影响，如冰沉积释放的甲烷或火山释放的二氧化硫。

该团队还将重新调整冰的反射或“反照率”。这通常被视为一个单一的参数，但哈佛大学的Paul Hoffman表示，灰尘或盐在表面的堆积，以及每天的融化周期，会对太阳热量的多少被反射而不是吸收产生很大影响。

“热带反照率是雪球模型中的‘房间里的大象’，”霍夫曼说，他没有参与这个项目。

雪上芭蕾

我们的星球能够逃脱雪球事件，但其他星球会这么幸运吗

巴甫洛夫说：“一颗行星的陆地越大，就越能保护它免受失控的雪球的伤害。”“如果冰川不在极点，那么在一个大大陆内建造冰川要困难得多。”

一个几乎没有陆地的水星球可能会陷入雪球，永远无法逃脱。天文学家最终可能不得不考虑，当涉及到行星的宜居性时，过多的水可能是一件坏事。

巴甫洛夫说：“我想说的主要结论是，我们不应该太关注富含水的行星。”“有水的干燥行星可以在离恒星更远的地方宜居。”