斯图尔特“雪球地球”冰川期(717年至6.61亿年前)被认为是地球历史上最极端的冰室气候时期。在一项新的研究中，悉尼大学和阿德莱德大学的地质学家利用板块构造模型来确定最有可能导致斯图尔蒂安冰川作用的原因。
“想象一下地球几乎完全被冰冻了。这正是大约 7 亿年前发生的事情，”主要作者、悉尼大学研究员 Adriana Dutkiewicz 博士说。
“地球从两极到赤道都被冰覆盖，气温骤降。然而，究竟是什么造成了这种情况，一直是一个悬而未决的问题。”
“我们现在认为我们已经破解了这个谜团：火山二氧化碳排放量处于历史低位，这得益于现在加拿大境内一大堆火山岩的风化;吸收大气二氧化碳的过程。”
斯图尔特冰川以 19 世纪澳大利亚中部的欧洲殖民探险家查尔斯·斯特特 (Charles Sturt) 的名字命名，斯图尔特冰川期从 717 年延伸至 6.6 亿年前，这一时期远早于恐龙和复杂的陆地植物存在。
“对于这个极端冰河时代的触发和结束，人们提出了各种各样的原因，但最神秘的是它为何持续了 5700 万年——这是我们人类难以想象的时间跨度，”杜特凯维奇博士说。
Dutkiewicz 博士和同事使用板块构造模型来显示古代超大陆罗迪纳分裂后一段时间内大陆和海洋盆地的演化。
他们将其与一个计算机模型连接起来，该模型可以计算洋中脊水下火山的二氧化碳脱气情况，洋中脊是板块分离和新洋壳诞生的地方。
他们很快意识到，斯图尔蒂安冰川的开始与火山二氧化碳排放量的历史最低水平密切相关。
此外，在整个冰川作用期间，二氧化碳流出量保持相对较低。
“当时，地球上还没有多细胞动物或陆地植物，”杜特凯维奇博士说。
“大气中的温室气体浓度几乎完全由火山释放的二氧化碳和消耗二氧化碳的硅酸盐岩石风化过程决定。”
“此时地质主宰了气候，”共同作者、悉尼大学研究员迪特马尔·穆勒教授说。
“我们认为斯图尔特冰河时代的开始是由于双重打击：板块构造重组使火山脱气降至最低，同时加拿大的一个大陆火山省开始侵蚀，消耗大气中的二氧化碳。”
“结果是大气中的二氧化碳含量下降到冰川作用开始的水平——我们估计低于百万分之 200，不到今天水平的一半。”
该团队目前的工作提出了有关地球长期未来的有趣问题。
最近的一项理论提出，在接下来的 2.5 亿年里，地球将演化为最终盘古大陆，这是一个非常炎热的超级大陆，以至于哺乳动物可能会灭绝。
然而，随着大陆碰撞的增加和板块减速，地球目前也正处于火山二氧化碳排放量降低的轨道上。
那么，盘古大陆也许又会变成一个雪球。
“无论未来如何，重要的是要注意，这里研究的地质气候变化发生得极其缓慢，”杜特凯维奇博士说。
“根据 NASA 的数据，人类引起的气候变化发生的速度比我们以前看到的快 10 倍。”
该研究发表在《地质学》杂志上。
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