Forskere låser spor til et dramatisk kapitel i Jordens geologiske historie

Forestil dig, at jorden er fuldstændig dækket af is. Selvom det er svært at forestille sig alle nutidens oceaner og landmasser tilsløret med gletsjere, sådan en isdækket version af planeten var ikke så langt ude for millioner af år siden.

Fra cirka 1, 000 til 540 millioner år siden, det dramatiske kapitel kendt som Neoproterozoic Era er en vigtig del af Jordens 4,5 milliarder år lange historie. I denne periode med alvorlig istid var en tid, hvor flercellede organismer begyndte at diversificere og spredes over planeten.

Mange forskere mener, at is kan have dækket alle overflader af planeten, strækker sig fra polerne helt til ækvatorens varme troper - en hypotese kendt som 'Snowball Earth'.

Hvordan var det muligt, at der var global is - selv i de varmeste områder på jorden?

Forskere fra University of Rochester kaster nyt lys over dette spørgsmål. Ved at analysere mineraldata, der blev efterladt af gletsjere før begyndelsen af ​​den neoproterozoiske æra, Scott MacLennan, en postdoktoral forskningsassistent i laboratoriet hos Mauricio Ibanez-Mejia, en adjunkt ved Institut for Jord- og Miljøvidenskab, præsentere det første geologiske bevis for, at Jorden kan have haft et køligt klima før Snowball Earth.

Studiet, udgivet i Videnskab fremskridt , giver vigtige oplysninger om en periode i planetens historie, der banede vejen for udviklingen af ​​komplekst liv på Jorden.

"Dette er en fascinerende periode, da disse dramatiske miljøændringer skete lige da de første sande dyr begyndte at dukke op og udvikle sig på Jorden, "Siger Ibanez-Mejia.

Hvad forårsagede Snowball Earth?

Et kritisk aspekt ved forståelsen af ​​en periode med planetglaciation er at bestemme, hvordan klimaet var før Snowball Earth. Computermodeller indikerer, at et køligt globalt klima var nødvendigt for at starte en Snowball Earth -tilstand, men en sådan tilstand er ikke blevet bekræftet af geologiske beviser. I stedet, geologiske beviser har tidligere antydet, at Jorden havde et varmt og isfrit klima umiddelbart før den neoproterozoiske istid.

Selvom forskere ikke kender de nøjagtige mekanismer, der kan have forårsaget Snowball Earth, de formoder, at uanset hvad de var, mekanismerne involverede et massivt fald i atmosfæriske kuldioxidkoncentrationer. Der er flere scenarier, hvor det atmosfæriske kuldioxid kan være faldet. De inkluderer en stigning i biomasse i havene, som kan have taget kuldioxid ud af atmosfæren og gjort det til organisk stof, eller en stigning i forvitringen af ​​den kontinentale skorpe, som også optager kuldioxid.

For at afgøre, om disse scenarier er gennemførlige, imidlertid, Det er afgørende at vide mere om Jordens klima, før de massive ishændelser begyndte.

"Hvis Jorden var meget varm, det ville betyde, at havet lagrede meget varme, som ville tage meget tid at slippe af med for at skabe en sneboldjord, "Siger MacLennan.

Lås op for klimapunkter i klipper

Forskere kan bestemme Jordens klima på tidspunkter ved at studere klipper, der blev deponeret på forskellige tidspunkter gennem Jordens historie. MacLennan og hans kolleger brugte zircon-datingmetoder til meget præcist at date glacialsten fundet i nutidens Virginia. Paleomagnetiske data, som gør det muligt for forskere at bestemme, hvor kontinenterne var placeret for tusinder og endda millioner af år siden, har fastslået, at Virginia var placeret midt i et superkontinent i troperne, mens glacialklipperne blev deponeret. Superkontinentet brød senere op i mindre dele.

Forskerne opdagede, at glacialstenene faktisk blev afsat 30 millioner år før den første sneboldjord. Observationen var overraskende, fordi de havde forventet, at glacialstenene ville være relateret til Snowball Earth -begivenheden. I stedet, opdagelsen indikerer, at der var gletschere i troperne nær ækvator - omend i potentielt store højder - allerede før Snowball Earth.

"Planeten bliver altid koldere væk fra troperne og mod polerne, fordi Jorden modtager det meste af sit indkommende sollys ved ækvator, "Siger MacLennan." Hvis der er gletsjere i troperne, resten af ​​planeten må også have været meget kold. Det betyder, at vores tidligere vision om en varm, fugtig verden før Snowball Earth er sandsynligvis forkert. "

Den potentielle udløsermekanisme for den massive globale afkøling har derfor måske ikke været så ekstrem som nogle forskere mener; planeten vendte ikke umiddelbart fra en varm tilstand til en frossen tilstand, men ser i stedet ud til at have oplevet en mere gradvis afkøling til en Snowball Earth-tilstand.

Livets overlevelse i den neoproterozoiske æra

Denne forskning rejser interessante spørgsmål om, hvordan Jorden egentlig var for 800 til 700 millioner år siden, før Snowball Earth -begivenheder, i en tid, hvor interessante biologiske innovationer fandt sted, da multicellulære organismer begyndte at sprede sig.

"Der har været mange spørgsmål om, hvordan multi- og encellede livsformer ville overleve Snowball Earths, især hvis der var en hurtig overgang fra en varm drivhusverden, "MacLennan siger." Vores estimater for klimaet før snebold indebærer, at planeten sandsynligvis var koldere end den moderne verden, hvilket betyder, at der kan have været rigelige kolde miljøer på stor bredde og højde, hvor organismer kunne have tilpasset sig disse kolde forhold. "