據國外媒體(ti) 報道，隨著溫室氣體(ti) 排放量不斷增加、地球持續升溫，全球氣候越來越接近遠古時期的地球氣候。這引發了科學家對地球氣候史的關(guan) 注，尤其是諸如上新世這類比較溫暖的時期。科學家認為(wei) ，我們(men) 眼下正在朝上新世時期的氣候發展。

　　與(yu) 此同時，科學家對其它地質年代也做了進一步研究。盡管處於(yu) 這些時期的地球與(yu) 現在截然不同，但也能幫助我們(men) 更好地了解地球、甚至人類自身。

　　成冰紀就是一個(ge) 這樣的例子。它處於(yu) 約7.2億(yi) 年至6.35億(yi) 年之前，當時地球正在經曆有史以來最極端的冰河時代，整個(ge) 地球都處於(yu) 冰封狀態，因此被稱作“雪球地球”。

　　如今地球上隻有南極和格陵蘭(lan) 島的部分地區常年覆有冰蓋。但在成冰紀時期，大部分地表都為(wei) 冰雪所覆蓋。

　　但不知何故，成冰紀也是化石記錄中首次出現複雜動物跡象的年代。這些生物為(wei) 動物界的“黃金時代”奠定了基礎，且這種輝煌一直延續至今。在一項新研究中，研究人員對成冰紀時期的岩石中的化學成分做了分析，希望能了解更多這個(ge) 陌生世界的信息，如為(wei) 何當時的動物不僅(jin) 能夠存活、甚至還發展到了新高度。

　　冰封的地球

　　在成冰紀期間，幾乎整個(ge) 地球表麵都為(wei) 冰雪所覆蓋，巨大的冰蓋一直延伸到了熱帶地區。（不過，當時冰凍的範圍仍存在一定爭(zheng) 議。）大部分陸地都結合在一起，構成了羅迪尼亞(ya) 超級大陸。但由於(yu) 全球各地分布的冰川，幾乎整個(ge) 地表都被凍成了一塊堅冰。地表平均溫度僅(jin) 為(wei) 零上幾度，還有一些研究指出，當時的溫度應當比這低得多，可能低達零下50攝氏度。

　　成冰紀期間有過兩(liang) 次大規模冰期，分別叫做斯圖特（Sturtian）和馬林諾（Marinoan）。兩(liang) 次冰期之間曾有過一段短暫的、較為(wei) 溫暖的時期，一度發生過冰層融化和火山爆發。對地球來說，這是一段瘋狂的時期，在冰與(yu) 火兩(liang) 個(ge) 極端之間來回切換。但也是一段非常重要的時期，因為(wei) 它宣告了複雜動物的出現，其中也包括我們(men) 的祖先。

　　問題是，這些動物究竟是如何在“雪球地球”上生存的？這個(ge) 問題令許多人都感到困惑不已。在這段時期，不僅(jin) 冰麵上的動物難以存活，海洋生物也是如此，因為(wei) 冰封的海麵會(hui) 嚴(yan) 重影響海水吸收氧氣的能力。這個(ge) 看似矛盾的問題困擾了科學家許久。但發表在《美國國家科學院院刊》上的一項新研究終於(yu) 為(wei) 我們(men) 揭開了答案。

　　動物大爆發

　　早在成冰紀很久之前，地球上就已經出現了生命，但主要都是單細胞微生物。即使後來出現了多細胞生物，也都是些極為(wei) 簡單的基本生物，隻會(hui) 從(cong) 海水中過濾養(yang) 分、或者以微生物為(wei) 食。這些早期生物尚未發育出眼睛、腿、下頜或爪子，因為(wei) 在一個(ge) 沒有天敵的世界裏，它們(men) 並不需要這些。

　　但在寒武紀大爆發之後，情況很快就發生了改變。在不到2000萬(wan) 年的時間裏，生物多樣性急劇增加，有力推動了動物時代的到來，因此被譽為(wei) 動物進化史上的“宇宙大爆炸”。不過部分研究指出，所謂的“大爆發”也許其實由一係列小規模“爆發”構成。但無論如何，寒武紀大爆發都是地球生命進化史上的一次重大飛躍。我們(men) 如今所知的大部分生物類型都在這一時期出現，包括人類和其它所有脊椎動物的祖先。

　　但化石記錄顯示，在寒武紀大爆發開始之前，複雜動物已經有了露頭之勢。這些也許並不是之後出現的那些新型複雜生物，但顯然在寒武紀大爆發之前，地球上就已經存在複雜生物了。並且這些生物似乎是在成冰紀初期出現的，因此不得不熬過地球的“雪球”時期。這些複雜生物的先驅包括真核生物（擁有高級細胞結構的生物統稱）、也許還有海綿等原始動物。

　　富含氧氣的水對許多早期複雜生物而言都至關(guan) 重要，對動物來說尤其如此。但由於(yu) 當時的海洋處於(yu) 冰封之下、水中氧氣有限，科學家一直認為(wei) 當時不具備這樣的環境。但我們(men) 知道，這些早期生物的確在“雪球地球”上設法存活了下來（不然也就沒有我們(men) 這些後代了），因此一些科學家提出了其它假設，試圖解釋成冰紀時期真核生物的存活方式。例如，真核生物也許生活在冰蓋上方的融水池塘中、而非冰蓋下麵的海水裏。

　　不過此次發表的新研究指出，有些海洋也許並不像我們(men) 認為(wei) 的那樣不適宜遠古生物存活。

　　冰川氧泵

　　此次研究作者們(men) 對澳大利亞(ya) 、納米比亞(ya) 和美國加利福尼亞(ya) 州的鐵礦石進行了分析。這些鐵礦石均形成於(yu) 斯圖特冰期，被埋藏在一係列不同的冰川環境中，因此可以幫助我們(men) 全麵地了解當時的海洋情況。

　　而研究顯示，當時遠離海岸的海水的確含氧量極低、且含鐵量較高，因此不適合動物等需依賴氧氣的生物存活。但在冰封的海岸線附近，海水的含氧量卻高得驚人。研究人員指出，這是證明“雪球地球”時期存在富氧海洋環境的首個(ge) 直接證據，或許能解釋成冰紀時期的生物是如何存活下來、並在之後的寒武紀大爆發中進一步繁衍興(xing) 盛的。

　　通過研究“雪球地球”和“泥濘地球”，科學家希望能更好地了解可能擁有冰封海洋的地外行星，如開普勒-62f等等。

　　“該證據顯示，盡管被冰封的海洋大部分都因為(wei) 缺乏氧氣而不適宜生命存活，但在陸地上的冰蓋與(yu) 海水接壤處，卻有大量富含氧氣的融水。”該研究的主要作者、加拿大麥吉爾大學博士後研究員麥克斯韋·萊希特（Maxwell Lechte）在媒體(ti) 發布會(hui) 上表示，“這種趨勢可以用所謂的‘冰川氧泵’來描述：冰川融化後，原本封存在冰塊中的氣泡便會(hui) 隨之進入水中，增加水體(ti) 的含氧量。”

　　冰川由雪不斷堆積、壓縮而成，因此雪中所含的氣泡也會(hui) 隨之封存在冰層中。隨著時間的流逝，這些氣泡會(hui) 在冰層中逐漸向下移動，最終隨著冰川底部的融水一同逸散出去。在部分地區，這些氣泡提供的氧氣也許足以讓早期海洋動物在“雪球地球”上存活下來。

　　冬日樂(le) 園

　　事實上，“雪球地球”對這些早期生物的意義(yi) 也許不僅(jin) 是一道難關(guan) 而已。有跡象顯示，成冰紀時期的特定條件也許為(wei) 寒武紀大爆發奠定了基礎。“就在複雜動物開始演化之前，地球經曆了一段全球冰封時期，這說明‘雪球地球’和動物進化之間可能有某種聯係。”萊希特表示，“成冰紀時期的嚴(yan) 酷環境也許起到了刺激作用，迫使生物分化成更多複雜的形式。”

　　近期開展的另一項研究也得出了這一結論，認為(wei) 動物的崛起與(yu) 成冰紀期間發生的全球藻類大爆發有一定聯係。而此次藻類爆發又是由斯圖特冰期之後的冰層融化激發的。在斯圖特與(yu) 馬林諾冰期之間那段較為(wei) 溫暖的時期，大量融水湧入海洋，為(wei) 海水補充了一些關(guan) 鍵成分。

　　該研究的主要作者、澳大利亞(ya) 國立大學教授約翰·布洛克斯（Jochen Brocks）解釋道：“當時的地球已經被冰凍了5000多萬(wan) 年，巨大的冰川將整座山脈都化作了齏粉。隨著全球溫度升高、冰雪融化，其中所含的營養(yang) 物質就被衝(chong) 入了大海之中。”

　　而隨著高溫退去、地球再次進入雪球狀態，富含營養(yang) 物質的冷卻海水便為(wei) 全球海洋藻類大爆發提供了理想的環境。此前由細菌主宰的海洋變成了更大、更複雜的生物的天下，而這些藻類又為(wei) 更大、更複雜的物種提供了生存進化的“燃料”。假如地球不曾變成“雪球”，我們(men) 也許永遠都沒有機會(hui) 出現。

　　“這些體(ti) 型較大、營養(yang) 豐(feng) 富的微生物為(wei) 複雜生物係統的演化提供了充足的能量，”布洛克斯指出，“而隻有在這些複雜環境中，人類等大型複雜動物才能繁衍生息。”（葉子）

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