我国科学家提出全新“雪球假说”，为早期生命演化提供关键证据

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在马里诺冰期之前，地球上就有了生命的演化，蓝藻等真核生物主导了地球。那么，在这次"雪球地球"事件期间，地球真的是全球冰封的状态吗，在漫长的严寒里，生物都是怎么生存下来并不断进化的呢？

文 | 闻静

"雪球地球"新模型

中国地质大学（武汉）童金南教授团队在《自然・通讯》（Nature Communication）杂志上发表研究成果，介绍了一个新的"雪球地球"模型，即在 6.35 亿年前，中、低纬度地区同时存在开阔海域。这一模型为"雪球地球"时期生物如何生存和演化提供了新的认识，修缮了该时期的生命进化图谱。

在距今 6-7 亿年的时候，地球发生过两次极为漫长和严重的极寒事件，分别是新元古代的斯图特（Sturtian）冰期和马里诺（Marinoan）冰期。在这两次事件中，地球表层冰盖迅速扩张至低纬度赤道地区，形成了全球冰封的局面，这一状态持续了数千万年之久，这就是著名的"雪球地球"时期。

当前，学术界对雪球地球的模式和成因仍有很大的争议，主要存在两种主流学术观点：一种观点认为雪球地球时期全球冰封，在低纬度冰盖表层可能存在冰锥或冰洞；另外一种观点认为"雪球地球"并非全球冰封，低纬度赤道地区存在开放水域，即"雪泥球地球"理论。

"然而，这两种假说都不能很好地解释'雪球地球'时期生物如何生存演化这一关键科学问题。"童金南说。

童金南团队通过研究华南神农架地区宋洛剖面南沱组的"宋洛生物群"，提供了大量古生物和地球化学证据，推断出当时宜居的开阔海域比以前认为的更为广泛，延伸到了中纬度沿海海洋，并在马里诺冰期的生物量衰退阶段为真核生物提供了避难所。

冰期是如何发生的？

有研究认为，地质历史上多次冰期的发生是由于旺盛的光合作用。一开始的时候，大气中的二氧化碳只是轻微下降，但是随着大气中温室气体的减少，大气对地表的保温作用下降。同时，冰盖的面积扩大，对太阳光的反射作用也增强，进一步加速了气温的下降。

在这个正反馈机制下，地表最终无法获得并利用太阳的能量，就有了持续数千万年之久的"雪球地球"时期。而这个正反馈的破除，通常需要地球内部释放热量及二氧化碳等温室气体，也就是火山爆发、地震等。

与此对应的是，历史上还有多次的"极热事件"。比如说，大气中二氧化碳等温室气体含量上升会导致气温上升，一旦这个诱因突破了一个临界值，触发了正反馈机制，就将给地球上的生命带来灭顶之灾。而"极热事件"的恢复，也是碳循环和气候的耦合结果，如"降温固碳"的浮水植物 -- 红萍曾带领地球从"古新世-始新世极热事件"中恢复。

研究历史上的"极热事件"，可以为缓解当下人类面对的气候问题提供指导，因为现在地球正处在一个气温逐渐升高的"间冰期"。