“雪球地球”时期的“苦难”生物们

热播剧《庆余年》近期的话题度非常高,相信很多观众正沉浸在男主范闲穿越而来,一路升级打怪的爽文套路中,忽然发现有哪里不对,原来剧集的真正定义是科幻剧而不是穿越剧!看得不少人一脸懵逼。

男主角范闲夜闯内功拿到了叶轻眉留下的信,信中不但为范闲打开了新世界的大门,也跟观众们完整的交代了《庆余年》的世界观。

叶轻眉在信中对范闲说,并不存在穿越,也没有平行时空,他们所在的地方就是地球,但是自己和他记忆中的那个时代已经结束,人类迅速进入下一个冰川期,新人类走老路,从文明未开化到奴隶制到封建一步步重演……剧中的画面显示,范闲进入到一片被冰雪覆盖的白茫茫的世界,而脚下冰川中则是被冰封起来的高度发达世界。

不仅范闲一脸懵逼,相信此情此景看得不少观众也一脸懵逼。那么忽略《庆余年》,冰川时代的“雪球地球”到底是一个怎样的世界呢?

“雪球地球”顾名思义,地球被冰雪覆盖,宛如一个雪球,世界处于冰封的状态。“雪球地球”也就是冰河时代,又叫成冰纪。成冰纪处于约7.2亿年至6.35亿年之前。此前,关于“雪球地球”的准确起止时间,科学界一直缺乏有力证据。直到中科院南京地质古生物研究所周传明研究员领导的新元古代研究团队与美国科学家合作,通过对我国华南地区两段地层的高精度年龄测定,精确地测出了距今6亿多年前斯图特(Sturtian)冰期和马里诺(Marinoan)冰期的结束时间。而这两次冰期持续期间,便是著名的“雪球地球”时期。研究表明,斯图特冰期的结束时间为距今6.588亿年,马里诺冰期结束于距今6.35亿年。目前相关研究成果发表于《地质学》(Geology)上。

地表平均温度仅有零上几度,甚至可能低达零下50摄氏度的 “雪球地球”看似浪漫而严酷,但相信看过美国著名系列动画电影《冰川时代》的观众会发现,在影片中生活着许多种类的动物,没错,“雪球地球”是有生物的,那是一个白色生命世界。作为化石记录中首次出现复杂动物迹象的年代。这些生物不但为动物界的“黄金时代”奠定了基础,而且这种辉煌一直延续至今。

然而如何严酷的环境,动物们怎么会生存得下去呢?在这段时期,不仅冰面上的动物难以存活,海洋生物也是如此,因为冰封的海面会严重影响海水吸收氧气的能力。这个看似矛盾的问题困扰了科学家许久。但发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究终于为我们揭开了答案。

寒武纪大爆发的不到2000万年的时间里,生物多样性急剧增加,有力推动了动物时代的到来,因此被誉为动物进化史上的“宇宙大爆炸”。但化石记录显示,在寒武纪大爆发开始之前,复杂生物已经有了露头之势。并且这些生物似乎是在成冰纪初期出现的,因此它们不得不熬过地球的“雪球”时期。这些复杂生物的先驱包括真核生物(拥有高级细胞结构的生物统称)、也许还有海绵等原始动物。

有一句话说到:水是万物之源。富含氧气的水对许多早期复杂生物而言都至关重要,对动物来说尤其如此。但处于冰封下的海洋,海水中的氧气是有限的,因此科学家一直认为当时不具备动物生存的环境。但如今我们知道,早期生物的的确确在“雪球地球”上设法存活了下来,并且延续至今。

一些研究作者对澳大利亚、纳米比亚和美国加利福尼亚州的铁矿石进行了分析。这些铁矿石均形成于斯图特冰期,被埋藏在一系列不同的冰川环境中,因此可以帮助我们全面地了解当时的海洋情况。

研究显示,当时远离海岸的海水的确含氧量极低、且含铁量较高,因此不适合动物等需依赖氧气的生物存活。但在冰封的海岸线附近,海水的含氧量却高得惊人。

在“雪球地球”时期,冰川由雪不断堆积、压缩而成,雪中所含的气泡会随之封存在冰层中。随着时间的流逝,这些气泡会在冰层中逐渐向下移动,最终随着冰川底部的融水一同逸散出去。在部分地区,这些气泡提供的氧气也许足以让早期海洋动物在“雪球地球”上存活下来。

同时在斯图特与马林诺冰期之间存在一段较为温暖的时期,大量的融水涌入海洋,为海水补充了一些关键成分。随着高温退去、地球再次进入“雪球”状态,富含营养物质的冷却海水为全球海洋藻类大爆发提供了理想的环境。此前由细菌主宰的海洋变成了更大、更复杂的生物的天下,而这些藻类又为更大、更复杂的物种提供了生存进化的“燃料”。

虽然“雪球地球”严酷无情,但生物还是生存繁衍了下来。
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