在距今约6亿年前，地球曾经两次变成地面冰雪厚达千米的“雪球地球”，每次都持续千万年以上。在两次雪球地球之间发生了什么，生命是如何“绝处逢生”的？

(资料图)

近期，中国科学技术大学沈延安课题组在我国华南等地进行系统研究，首次提出“冰层消融诱发大规模火山喷发”等地球与生命演化新机制，对探索现代极端气候变化和地球宜居性具有重要启示意义。9月7日，国际知名学术期刊《科学·进展》发表了这项研究成果。

雪球地球即全球冰冻现象，在地球史上多次出现，其中约7.2亿年前发生的斯图特冰期持续了约5600万年，约6.4亿年前发生的马里诺冰期持续了1000多万年。千万年“冰封地球”带来的不仅是万籁俱寂，更是地球生命大灭绝。

雪球地球假想图。（杨定华绘图）

为何会出现雪球地球现象？主流观点认为，地球上现在的七大洲曾是连在一起的“超大陆”，后来超大陆“裂解”引起化学风化作用，消耗了大气中的二氧化碳，使全球气温急剧下降，造成极端冰期。

之后，地球上尚存的火山持续活动数百万年，释放大量二氧化碳，形成超级“温室效应”，导致地球上厚厚的冰雪消融。在斯图特冰期后，地球上演化出绿藻和海绵等生物。

沈延安课题组在我国华南多地展开研究，他们选取深达百米的地质钻孔系统分析，发现在雪球地球冰雪消融初期，海水的化学组成与现代海水明显不同，其中汞同位素的变化表明火山活动增强。针对这一发现，他们提出冰雪的迅速消融造成地球表层压力突然减少，从而诱发地球深部的岩浆活动和火山喷发这一新观点。

“如同从地面上搬走一块巨石，原本被压抑的地下岩浆突然喷发！”课题组成员李梦涵说，消融诱发的火山喷发大约持续了10万年，推动地球环境产生连锁反应。

科研人员进一步发现，地质沉积物中黄铁矿的硫同位素组成异常，这是由于雪球地球现象改变了海水硫酸盐的硫同位素组成。

李梦涵说，这些现象表明，当时海洋和大气中的氧气含量逐渐升高，为地球上生命的“绝处逢生”创造了有利环境，推动绿藻逐渐繁盛，海绵等初级动物出现。

雪球地球时期前后环境与生命演化示意图。（杨定华、刘旭峰绘图）

科研人员介绍，他们的研究成果具有现实意义。“目前正处于全球气候变暖时期，一些冰川在融化，这也可能会诱发火山喷发，并造成海洋缺氧。”沈延安说，这些都警示我们要保持关注，地球环境是个系统，一个变化可能会触发连锁反应。