地質學家在科羅拉多州發現了令人信服的證據，證明在幾億年前，巨大的冰川覆蓋了地球，一直延伸到赤道，把地球變成了在太空中漂流的冰柱。這項由科羅拉多大學博爾德分校領導的研究，對於一個長期存在的被稱為”雪球地球”的理論的支持者來說，無疑是一場政變。

 該理論認為，從大約7.2 億年前到6.35 億年前，由於尚不清楚的原因，一連串失控的事件從根本上改變了地球的氣候。 氣溫驟降，可能有幾英里厚的冰層覆蓋了地球表面的每一寸土地。

新研究的第一作者、科羅拉多大學博爾德分校地質科學系博士後研究員利亞姆-考特尼-戴維斯（Liam Courtney-Davies）說：”這項研究首次提出了雪球地球到達赤道大陸中心的物理證據。

深褐色的塔瓦砂岩帶穿過其他岩石。 圖片來源：Liam Courtney-Davies

研究小組於11月11日在《美國國家科學院院刊》上發表了他們的研究成果。 共同作者包括科羅拉多大學博爾德分校地質科學教授麗貝卡-弗勞爾斯（Rebecca Flowers），以及來自科羅拉多學院、加州大學聖塔芭芭拉分校和加州大學柏克萊分校的研究人員。

這項研究主要集中在科羅拉多州落基山脈的前沿。 Courtney-Davies說，在這裡，一系列綽號為”Tavakaiv”或”Tava”的砂岩為地球過去的這段寒冷時期提供了線索。

研究人員使用了一種稱為雷射燒蝕質譜法的測年技術，該技術以雷射照射礦物，釋放出其中的一些原子。 研究結果表明，這些岩石是在大約6.9 億年前到6.6 億年前被迫進入地下的–這很可能是由於巨大的冰川壓在岩石上面造成的。

考特尼-戴維斯補充說，這項研究將幫助科學家了解地球地質歷史上的關鍵階段，同時也是地球生命史上的關鍵階段。 雪球地球解凍後，海洋中可能立即出現了第一批多細胞生物。

「氣候在進化，生命也在進化。所有這些事情都發生在雪球地球動盪期間，」他說。 “我們必須更好地描述這整個時期的特徵，以了解我們和地球是如何共同進化的。”

“雪球地球”一詞可追溯到美國地質學家約瑟夫-基爾希文克（Joseph Kirschvink）於1992 年發表的一篇論文。

然而，儘管經過數十年的研究，科學家仍未就全球是否真的凍結達成一致。 例如，地質學家在古代沿海地區發現了這段時期厚冰的痕跡，但在靠近赤道的大陸內部卻沒有發現。

這就是科羅拉多州出現的原因。 當時，科羅拉多州並不位於今天的北緯地區。 相反，科羅拉多州位於赤道之上，是古勞倫西亞超大陸的內陸部分。

科學家認為，如果冰川是在這裡形成的，那麼它們可能會在任何地方形成。

為了尋找這塊缺失的拼圖，考特尼-戴維斯和他的同事找到了塔瓦砂岩。 如今，這些地形在科羅拉多州前山脈的幾個地方，尤其是派克峰周圍，從地面探出頭來。 在未經專業訓練的人看來，它們可能只是一些看起來很普通的黃褐色岩石，呈垂直帶狀分佈，寬度從不到一英寸到數英尺不等。

但對地質學家來說，這些地貌有著不尋常的歷史。 在過去的某個時刻，它們很可能是科羅拉多州地表的沙子。 但後來各種力量將它們推入地下，就像爪子一樣刨入地殼。

Courtney-Davies說：”這些是典型的地質特徵，被稱為注入岩，通常形成於一些冰原之下，包括現代南極洲。”

他想知道塔瓦砂岩是否也與冰原有關。 為此，研究人員計算了穿過這些地形的礦脈的年齡。 他們收集了富含氧化鐵（本質上是鐵鏽）的礦物的微小樣本，然後用雷射照射它們。 在此過程中，這些礦物會釋放出少量放射性元素鈾。 由於鈾原子以恆定的速度衰變成鉛，研究團隊可以利用它們作為地球岩石的計時器。

研究小組的發現表明，塔瓦砂岩在”雪球地球”時期曾被壓入地下。 研究團隊懷疑，當時科羅拉多州上空形成了厚厚的冰層，使砂岩暴露在強大的壓力之下。 最終，在無處可去的情況下，它們被擠壓到了下面的基岩中。

弗勞爾斯說：”我們很高興能有機會揭開科羅拉多州迄今為止發現的唯一雪球地礦床的神秘面紗。”

研究人員的工作還沒結束： Courtney-Davies 說，如果科羅拉多州在”雪球地球”期間形成了這樣的地貌，那麼它們很可能也在北美的其他地方形成：”我們想把這個消息傳出去，讓其他人也嘗試尋找這些地貌，幫助我們建立一個更完整的雪球地球圖景。

編譯自/ ScitechDaily