Sniego gniūžtės Žemė — teorija apie beveik visiškai užšalusį Žemę

Atraskite Sniego gniūžtės Žemės teoriją: ar mūsų planeta iš tikrųjų buvo beveik visiškai užšalusi? Mokslinės diskusijos, geologiniai įrodymai ir paslaptys.

Sniego gniūžtės Žemė arba Ledo rūmų Žemė - tai laikai, kai Žemės paviršius buvo beveik arba visiškai užšalęs. Sniego gniūžtės (arba Ledo gniūžtės) Žemės atsiradimas vis dar ginčytinas, tačiau dabar tikėtina, kad proterozojaus laikotarpiais vyko plačiai paplitęs apledėjimas. Vis dar ginčijamasi dėl to, kaip plačiai tie apledėjimai buvo paplitę. Teorijos šalininkai teigia, kad ši teorija paaiškina ledyninės kilmės nuosėdines nuosėdas tropinėse platumose ir kitus mįslingus geologinių įrašų bruožus. Oponentai iš geologinių duomenų nedaro tokių pačių išvadų ir abejoja, ar geofiziškai įmanoma sukurti ledo ar slenksčio padengtą vandenyną.

Kas tai galėjo būti ir kada tai vyko?

Terminas „Sniego gniūžtės Žemė“ vartojamas apibūdinti scenarijų, kuriame poliarinis ledas išplito iki žemynų tropikų ir/arba visas vandenynas buvo uždengtas stora jūros ledo danga. Daugiausia dėmesio sulaukė keli įvykiai Neoproterozojaus laikotarpyje: ypač Sturtiano (~720–660 mln. m. pr. Kr.) ir Marinoano (~650–635 mln. m. pr. Kr.) glacializacijos. Mažesnio masto glauskesnis apledėjimas, vadinamas Gaskiers įvykiu, datuojamas maždaug prieš 580 mln. metų.

Geologiniai įrodymai

Pagrindiniai argumentai už plačiai paplitusį apledėjimą:

• Glaciogeninės nuosėdos ir drožiniai (dropstones), rasti geologiniuose sluoksniuose, kurie, pagal paleomagnetinius matavimus, tuo metu buvo išsidėstę žemyno tropinėse platumose.
• Vadinamieji „cap carbonates“ – storos karbonatinės nuosėdos, kurios dažnai užklijuoja ledynines nuosėdas ir interpretuojamos kaip greitos atšilimo ir vidutinio klimato pasikeitimo ženklas po ilgos ledynmetinės fazės.
• Stiprios anglies izotopų anomalijos (dideli svyravimai δ13C), rodančios dramatiškus biogeocheminius pokyčius atmosferoje ir okeanuose.
• Kai kuriais atvejais vėl pastebimi banded iron formations (BIF), kurių atsiradimas gali reikšti didesnį deoksygenacijos ir cheminės aplinkos pokytį.

Kaip tai galėjo įvykti? Mechanizmai

• Teorijoje svarbia rolę vaidina teigiama sniego–albedo grįžtamoji ryšys: didėjant ledui, paviršiaus atspindis (albedas) didėja, todėl mažiau saulės šilumos sugeriama ir ledas dar labiau plinta.
• Ilgalaikis anglies dioksido (CO2) nutraukimas iš atmosferos – intensyvi chemogeninė akmenų vandenų apykaita ar biologinis aktyvumas galėjo sumažinti šiltnamio efektą palaikantį CO2 koncentraciją.
• Kontinentų išsidėstymas ir tektonika (pvz., superkontinento Rodinijos paruošimas) galėjo paveikti cirkuliaciją ir orus taip, kad skatintų globalų atšalimą.
• Jei ledas uždengtų beveik visą vandenyną („hard snowball“), deglaciacijai reikėtų didžiulių atmosferos šiltnamio efektą sukeliančių dujų kaupimosi (pvz., išsiskyrimas iš vulkanizmo). Kita alternatyva – „slushball“ (liet. „purvinas“ arba „minkštas“ sniego rutulys), kai išliko atviri arba ploni vandens keliai prie pusiauledžio arba prie pusiaujo, leidžiantys cirkuliacijai ir dalies gyvenimo išlikimui.

Kaip gyvybė galėjo išgyventi?

Nors visiškas vandenynų užšalimas atrodytų katastrofiškai, yra kelios galimos išlikimo alternatyvos:

• Chemoautotrofiniai organizmai prie hidroterminių versmių ir vulkaninių šaltinių galėjo tarnauti kaip pagrindinis energijos šaltinis giliose vandenyno zonose.
• Fotosintetinės dirvos ir dumblių bendrijos galėjo gyvuoti plonose ledo plokštėse, plyšiuose, pusiaujo juostoje, arba po skaidriu ledu, leidžiančiu prasiskverbti šviesai.
• Ekologinės „refugijos“ ant žemės ar vandenyje (pvz., seklus ežerai, uždari telkiniai) galėjo išsaugoti biologinę įvairovę iki atšilimo.

Debatai ir neaiškumai

Vis dar kyla svarbių klausimų ir prieštaravimų:

• Ar paleomagnetiniai duomenys ir interpretacijos tikrai parodo tropinės platumos tuo metu, ar tai gali būti lokalios daug vėlesnės perkėlos ar interpretacijos klaidos?
• Ar kiti procesai (pvz., vietinės/arčiau polių ledynų įtaka, itin stiprus regioninis orų pokytis) galėtų paaiškinti geologinius radinius be globalaus užšalimo?
• Modeliai skirtingai vertina, ar visiškas vandenyno užšalimas geofiziškai būtų stabilus ir kaip deglaciacija galėtų vykti greitai (tai paaiškintų cap carbonate sluoksnius).
• Datavimo bei nuosėdų interpretacijos netikslumai gali komplikuoti aiškų įvykių sekančios chronologijos sudarymą.

Padariniai ir reikšmė

Net jei akivaizdžiai ne visą Žemę dengė storas ledas, Neoproterozojaus apledėjimai akivaizdžiai atnešė rimtus planetos aplinkos pokyčius. Pokyčiai geochemijoje ir klimato sistemoje galėjo turėti svarbią įtaką Ediakarijos faunos atsiradimui ir vėlesnei Kembro sprogimo evoliucijai, nes tokie streso periodai galėjo paskatinti evoliucinius išbandymus ir naujas ekologines nišas.

Santrauka

Sniego gniūžtės Žemė – tai galinga hipotezė apie ryškius Neoproterozojaus klimato svyravimus, pagrįsta konkrečiais geologiniais požymiais, tačiau vis dar ginčytina. Mokslininkai toliau renka naujus duomenis, tobulina klimato modelius ir diskutuoja apie tai, ar žemė iš tiesų tapo beveik visiškai užšalusiu rutuliu, ar aptikti ženklai geriau paaiškinami alternatyviais, mažesnio masto procesais.

Paieška pagal raidę