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過去數(shù)十億年來，地球上的氣溫并非一直保持一個水平，地球有時很熱，例如，1億年前的恐龍時期，全球氣溫比現(xiàn)在高了3 ℃；5億年前的寒武紀(jì)，全球氣溫更是高達(dá)21 ℃，比現(xiàn)在高了7 ℃。

另一方面，地球有時也會很冷，例如，2萬年前的末次冰盛期，全球氣溫比現(xiàn)在低了6 ℃。而在24至21億年前的古元古代，地球更是冷到極致。當(dāng)時，赤道和海洋也被冰雪覆蓋，整個地球被凍成了一個大雪球，這就是休倫冰河時期。

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同時，還有一種致命“毒氣”擴(kuò)散到全球，徹底改變了地球生命的進(jìn)化歷程。那么，這場氣候劇變是怎么引起的呢？地球后來還發(fā)生過此類嚴(yán)重的冰河時期事件嗎？

這還要從地球生命的演化說起。早在40多億年前的原始海洋中，進(jìn)化出了最早的生命。在隨后漫長的數(shù)十億年里，地球生命形式都是十分原始的單細(xì)胞生物。早期地球大氣中基本上不存在氧氣，主要成分為氮氣、二氧化碳和甲烷，那時的生命都是厭氧生命。

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到了24億年前，藍(lán)藻出現(xiàn)在地球上，這種細(xì)菌徹底改變了地球的生態(tài)系統(tǒng)。藍(lán)藻吸收二氧化碳和太陽光，通過光合作用產(chǎn)生能量，同時還會排放出一種廢氣——氧氣，這種細(xì)菌是地球上最早的光合放氧生物。當(dāng)時陸地上并沒有任何植物，大地一片荒涼。

雖然目前絕大部分的地球生命都離不開氧氣，但早期地球生命都是生活在無氧的環(huán)境中，氧氣對于它們來說就是一種致命的“毒氣”。隨著藍(lán)藻的大規(guī)模繁殖，大量的氧氣被釋放到大氣中，并且擴(kuò)散到全球，使得大氣中的氧氣濃度急劇升高，這就是著名的大氧化事件。

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沉積巖中存在著大氧化事件的關(guān)鍵證據(jù)。地質(zhì)學(xué)家分析了一處25億年前的沉積巖，發(fā)現(xiàn)其中包含鈾礦和黃鐵礦，主要成分為二氧化鈾（UO2）和二硫化鐵（FeS2），這意味著當(dāng)時地球大氣中幾乎沒有氧氣，否則鈾和鐵都會被進(jìn)一步氧化為高價的狀態(tài)。

然而，在鈾礦和黃鐵礦之上的更年輕沉積巖中，低價的鈾和鐵消失，取而代之的是出現(xiàn)了紅色的砂巖，其中包含了三氧化二鐵。鐵已經(jīng)被氧化成+3價，這意味著后來的氧氣濃度突然陡增。

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大氧化事件對于絕大多數(shù)厭氧生物是滅頂之災(zāi)，地球生命經(jīng)歷了一次重大洗牌。不僅如此，這次事件還導(dǎo)致地球經(jīng)歷了最為嚴(yán)重的一次冰河時期，持續(xù)3億年，地球陷入了“雪球地球”模式。當(dāng)然，在那3億年期間，并不是每天都在下大雪，而是那時地球異常寒冷。

大氣中的甲烷和二氧化碳都是溫室氣體，前者的溫室效應(yīng)是后者的30倍，它們就像蓋在地球上方的大棉被一樣，讓地表保持溫暖。然而，由于藍(lán)藻制造出了大量的氧氣，導(dǎo)致甲烷不斷被氧化成二氧化碳和水，它們成了微量氣體。

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同時，藍(lán)藻的光合作用還消耗了大量的二氧化。于是，缺乏溫室氣體的地球開始降溫了。不過，科學(xué)家推測，大氧化事件只是其中一個主要誘因。如果只是這個原因，地球不可能會遭受如此嚴(yán)重的冰河時期。

研究表明，當(dāng)時的火山不知何故陷入了死寂。在2.5億年的時間里，鮮少有火山噴發(fā)，所以進(jìn)入大氣中的二氧化碳會大幅減少，原本火山活動會向大氣中釋放出大量的二氧化碳。

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此外，當(dāng)時的太陽也要比現(xiàn)在冷，地球接收到的太陽輻射也會更少。因為早期太陽的核心大都是較輕的氫，引力作用較弱，核聚變反應(yīng)速率較低，每秒產(chǎn)生的能量也會更少。隨著太陽核心積累越來越多的氦，核聚變反應(yīng)速率不斷加快，太陽變得越來越熱。24億年前，太陽的輻射強(qiáng)度約為現(xiàn)在的85%。

綜合以上多種原因，全球氣溫大幅度下降，開始了持續(xù)長達(dá)3億年的休倫冰河時期，全球氣溫降至-50 ℃，就連赤道都被冰封，整個地球變成了一個大雪球。在7億年前，地球也陷入了雪球地球模式，但持續(xù)時間只有2000萬年。



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