“历史上真的有冰雪地球吗”

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信息背景

在最近播出的电影《流转的地球》中，地表画面是冰和雪，连大海都成了平坦的道路，运载火石的车进展顺利。 为什么电影里会有这样的设定？ 地球上有过这样的场景吗？

1 .太阳系中有很多“雪球”

在电影《换流的地球》中，地球被行星发动机推着远离太阳，向着木星飞去，通过木星的重力加速，希望帮助地球更快地走向新家。 电影中地球上的冰雪场景，完全不是我们熟悉的样子。 其实，这样的行星在太阳系最普遍，我们现在的地球反而是异类。

太阳占太阳系总质量的99.86%，也是太阳系最大的发热器，离太阳越近温度越高。 就像离太阳最近的水星一样，地表平均温度将达到427℃。 在远离太阳的地方，温度很低，甚至氮气都会变成固体(零下209℃以下)。

地球在太阳系中非常特殊，如有大气、有水、是岩质的星星(主要成分是固体岩石)。 。 但是，这些不仅仅是地球的特征，金星上也有浓密的大气，水遍布太阳系，水星、火星同样也是岩质的星星。 地球最特殊的地方就是那个位置，离太阳不远，正好，正好位于生命宜居的地带。 在居住带中，温度适中、具有浓密大气的地球存在大量地表液态水，可以为生命的孕育提供良好的场所。 但是，这个居住带非常狭窄，据科学家估计，其内外边界距离太阳约0.9和1.5的天文单位(天文学单位为地球和太阳的距离)，最外侧接近火星轨道。 出了这个范围，地球上的液态水要么蒸发，要么凝固成冰，不适合许多复杂的生物生存。 在《公转的地球》中，地球一接近木星，距离太阳就变成了5.2的天文单位，所以地表的液态水完全凝固成冰，地球也变成“雪球”。

如果沿着我们流浪的地球飞向太阳系之外，就会发现更多的冰雪世界。 天王星、海王星等因大气下有大量水冰而被称为冰巨星。 同样，2006年被赶出行星之列的冥王星，表面也可能是厚厚的冰。 飞过冥王星，地球将进入黑暗的世界。 这里离太阳非常远，再也感受不到它的光辉了，被称为柯伊伯带，冥王星降级后被归类为柯伊伯带天体。 这个天体大部分是和冥王星一样大小的阎神星、鸟神星等，除了冰以外，还有甲烷冰、氮气冰等被冰覆盖的世界。 短周期的彗星(就像有名的哈雷彗星)从这里诞生。 冰也是彗星的主要成分之一。

2 .历史上，地球确实多次变成“雪球”

当然，电影中的“雪球”是编剧们的想象，但在实际的地球历史上，地球确实多次变成雪球。

地球上的气候变化主要受阳光和地球大气的控制。 一般来说，光线越强，温度越高。 大气的作用是将地球维持在比较稳定的温度。 大气中的云雾等，在太阳的照射下，可以反射太阳光冷却地球。 太阳落山时，大气中的二氧化碳和水蒸气等温室气体，地球散热太快，可以给地球保温。 如果没有大气，地球就像月亮一样，太阳照射的时候，气温会上升到100度以上，晚上会下降到接近零下200度。 地球历史上的雪人也受阳光和大气成分的影响最大。

约30亿年前，幼年的阳光比现在弱约20 %~30 %，地球接收的太阳能也相当少，但是地球大气的成分和现在不同，甲烷、二氧化碳、水蒸气等温室气体，特别是甲烷可能有二氧化碳高20倍以上的温室效应 所以，那个时候阳光很弱，但是由于大量温室气体的存在，地球表面的温度可能比现在要高一些。 保证液态水的存在，形成早期的生命，迅速发展。 但是，随着生命的进化，会发生光合作用，氧气作为代谢物排出到大气中。 由于氧气的出现，大气中温室气体的含量下降(主要是甲烷的氧化)，地表温度下降，引起雪人。 地球上第一次发生雪人事件可能是在29亿年前，但这次雪人事件的证据不多，实际上是否发生还有很大的疑问。 第二次可能在距今21亿年到24亿年之间。 到目前为止，发生了更大规模的大气充氧，大气中的甲烷几乎被消耗殆尽，最终大气中的氧气含量达到了目前水平的1%到2%。 科学家们估计，当时地球的冰封历时3亿多年，导致了生物的大灭绝。

第三次也是最有名的雪人事件，发生在距今6亿年到7亿5千万年之间，起因是大气中二氧化碳含量的下降。 在此之前，地球上的陆地漂移了很久，连接成了一个超级大陆。 在超大陆内部，大洋水汽不太容易到达，常年干燥，像现在的亚欧大陆中部，例如蒙古、中亚。 但是，不久超大陆发生破裂，海洋入侵，内陆降水增加，风化作用增强。 岩石风化消耗了空气体中的大量二氧化碳，以碳酸盐的形式固定在地层中，不再参与气温调节。

此时，阳光也比现在弱6%，温室气体含量的下降必然导致温度的下降，冰雪从两极向赤道扩散，最终覆盖世界。

3 .危机也意味着新生

地球变成雪球，雪上加霜的是，白色冰雪更有效地反射阳光，地球吸收的能量更少，进一步加剧了寒冷。 当时地球的平均温度只有零下50℃，赤道地区也只有零下20℃，世界可能是个大南极。 随着冰层的厚度增加，冰川也开始流动，移山填谷，威力很大。

严峻的气候必然会对生命造成巨大的损害，生物圈几乎完全被破坏，生命只能在黑暗的角落里苟延残喘。 在巨大的冰层下，温度可能不会很低。 特别是在火山附近，像现代海洋的“黑色烟囱”一样，发热液不断向外喷出。 在这些热水温泉附近有液态水的存在，喷出的矿物质、硫化物等也能够支撑小生物圈。 这种现象在现代大洋深处依然普遍存在。 也许正是凭借这个能量，生命熬过了冬天。 但是，近年来的一些新发现也许为我们深入认识极端环境下的生命提供了新的思路。 年，美国在南极冰层下的湖泊和冰架上打了几个钻头，在800米冰层下的极端贫瘠的湖泊和海水中发现了多种多样的细菌，有鱼、虾等多种多样的生物。 虽然不知道科学家们现在依赖着什么样的生活，但是更深入的研究，应该可以为说明生命正在度过多么艰难的大冰期提供参考吧。 无论如何，生命都在冷冰冰下比较温暖的角落顽强地持续着，为未来的生物进化提供了无限的可能性。

另一方面，在冰雪到来之前，地球上几乎都是蓝藻和细菌的天下，其他类型的生物很少有机会迅速发展。 寒冷几乎完全破坏了这一切，造成了大量生态系统的空，为真核生物的快速发展提供了空之间。

在雪人事件后期，随着强烈的地质运动，火山大量活动，二氧化碳等温室气体大量喷出。 这些温室气体达到一定浓度后，气温逐渐恢复，冰雪融化，几千年就消失了。 冰雪融化形成的洪水，将大量陆地矿物质带入大海，为生物的繁荣提供了充分的营养保证。

冰雪过后，新旧交替，万物更新，新的生命形式大爆发、巨大的辐射，逐渐演化成今天的样子。

延伸阅览

木星为什么有很多氢

木星大气的主要成分是氢。 在电影《公转的地球》中，地球即将撞击木星之前，大气被木星的重力吸入，氧气和氢气混合在一起。 因此，主人公想到的是点燃木星，利用爆炸的冲击波将地球推出，防止地面和树木的碰撞。 那么，地球的大气为什么和木星的大气差别这么大呢？ 这从太阳系的成分和行星的形成开始。

其实在整个宇宙中，氢是最常见的元素，现在太阳中也有约75%是氢。 据此推测，太阳系形成时，第一成分也应该是氢。 随着太阳的形成，太阳系的大部分物质集中在太阳上，在太阳外元素分层。 在离太阳很近的地方，温度很高，只剩下硅、铁、氧、硫等重元素，氢很少，这些元素聚集在一起形成水星、金星、地球、火星这样的岩质行星，只有金星和地球的质量足以维持浓密的大气，但是质量 在远离太阳的地方，温度下降，重元素的比例也下降，行星的大气成分以氢为中心，还有木星、土星、天王星、海王星等氦一点。 柯伊伯带恒星中的重元素已经很少，大多以水冰、甲烷等为主。 地球上原生的大气也多为甲烷和二氧化碳等，现在的大气被证明是经过地球生物多年改造的结果。 (嘉斌)

来源：人民视窗网