新研究認(rèn)為早期地球更易全球冰封
關(guān)于地球早期環(huán)境的研究一直是人們所關(guān)注的熱點(diǎn)之一，最近，科羅拉多大學(xué)波爾得分校（University of Colorado Boulder）研究人員通過三維建模，重建了二十多億年前地球的早期環(huán)境情況，當(dāng)時(shí)的太陽光強(qiáng)度并不及現(xiàn)在，地球遭受到了災(zāi)難性的全球冰封凍結(jié)事件。
研究人員Eric Wolf博士介紹道：太古代（Archean）是地球早期演化的關(guān)鍵時(shí)期，它從38億年前開始，25億年前結(jié)束，新建的三維模型綜合了當(dāng)時(shí)的大氣、海洋、陸地、冰川以及水文循環(huán)數(shù)據(jù)。新模型數(shù)據(jù)結(jié)果將有助于解決“弱陽吊詭”氣候悖論問題（即：Carl Sagan和George Mullen在1972年提出的早期或“年輕”太陽亮度較弱的悖論（亦稱“弱陽吊詭”），太陽亮度在太古代時(shí)期只有今天的70%左右，所以該理論認(rèn)為，當(dāng)時(shí)的溫度太低，地球上不存在液體海洋，但地質(zhì)記錄卻顯示當(dāng)時(shí)的氣候應(yīng)該至少比現(xiàn)在溫暖。）
在過去的研究中，科學(xué)家主要使用的是一維氣候模型，并沒有考慮到云層和動(dòng)態(tài)海冰，在推測(cè)當(dāng)時(shí)氣候環(huán)境溫度時(shí)往往會(huì)忽略周期性溫度波動(dòng)的影響，Wolf繼續(xù)說道：“當(dāng)考慮到動(dòng)態(tài)海冰時(shí)，我們的三維模型顯示早期地球是很難維持在溫暖環(huán)境的。當(dāng)溫度持續(xù)降低，海冰不斷擴(kuò)大，海冰的擴(kuò)大會(huì)提高地球表面太陽光的反射能力，地球所獲取的太陽能也相應(yīng)減少，氣溫進(jìn)一步下降，海冰隨之不斷擴(kuò)大，如此循環(huán)?！?/p>
同時(shí)研究人員通過計(jì)算認(rèn)為，當(dāng)大氣中二氧化碳含量達(dá)到6%時(shí)，地球才可以保持在57華氏度（約13.9攝氏度）的平均氣溫，但早期地球的古土壤地質(zhì)證據(jù)卻表明當(dāng)時(shí)的二氧化碳含量不可能有那么高。
科羅拉多大學(xué)波爾得分校另一位研究人員Brian Toon則說道：“一維模型的平衡主要基于大氣、云層、地表、水體表面的太陽能，以及以紅外線形式反射的電磁波。新三維模型的優(yōu)勢(shì)在于它能考慮到行星能量的傳遞以及氣候系統(tǒng)所有組成部分之間的能量平衡。根據(jù)新的三維模型預(yù)測(cè)，要防止全球冰封凍結(jié)事件的發(fā)生大氣中所需二氧化碳含量是一維模型所估計(jì)的三倍。也就是說當(dāng)時(shí)的環(huán)境更容易觸發(fā)全球冰封凍結(jié)事件，亦即科學(xué)常說的雪球地球（Snowball Earth）”
Toon最后補(bǔ)充道：“我們研究的最終目的在于全方位了解在地球歷史上半部分，早期生命演化的重要時(shí)期，地球究竟應(yīng)該是一個(gè)什么樣子。目前我們所了解的是當(dāng)時(shí)的地球并不是一個(gè)藍(lán)色星球，地球籠罩在一片紅色的陰霾中，海洋因?yàn)橛写罅靠扇苄澡F的存在而呈綠色，直到25億年前太古代結(jié)束，大氣氧含量迅速增加，生物才有了爆發(fā)式的發(fā)展?！?/p>
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