Anonim

Hvordan Jorden blev en kæmpe snebold for 700 millioner år siden

Miljø

Lisa-Ann Lee

15. marts 2017

2 billeder

Harvard-forskere siger, at de måske endelig har svaret på, hvad der forårsagede "Snowball Earth " -hændelsen (Credit: NASA)

For omkring 717 millioner år siden frøs jorden over. Den Sturtian-gletsjling, som denne begivenhed er kendt, var ingen almindelig istid, men en så ekstrem, at det forårsagede Jorden at blive en kæmpe snebold i mindst fem millioner år. Hvordan det skete har været et mysterium i alle aldre - indtil nu. I en ny undersøgelse foreslår Harvard-forskere, at svaret måske ligger i den måde vulkanske udbrud forårsager Jordens temperaturer til at dæmpe.

Kernen i dette mysterium er Franklin Large Igneous Province (LIP), som strækker sig over nutidige Alaska, Grønland og Nordlige Canada. En LIP er et enormt skæve af stiv (magmatisk) sten, der er forbundet med en hotspot-regioner inden for mantlen, hvor klipper smelter for at danne magma. Fødslen af ​​disse formationer er katastrofehændelser, der resulterer i forskellige former for kaos, herunder masseudslettelser og ødelæggende klimaændringer, da enorme vulkaniske skyer bliver frigivet til atmosfæren i geologiske korte perioder (læs: et par millioner år).

I tilfælde af Franklin LIP falder dets dannelse sammen med starten på den sturgiske istid. Men hvad gjorde disse vulkanske udbrud anderledes end andre? Som Robin Wordsworth, en assistent professor i miljøvidenskab og teknik peger på, er sådanne begivenheder på ingen måde unik, og hvis planeten frøs over hver gang der var en vulkansk udbrud af denne art, ville vi alle have problemer.

"Disse typer udbrud er sket igen og igen i geologisk tid, men de er ikke altid forbundet med kølebegivenheder. Så spørgsmålet er, hvad gjorde denne begivenhed anderledes? " Tænker han.

Mere til det punkt: Hvad er forbindelsen mellem de to?

"Vi ved, at vulkansk aktivitet kan have en stor indvirkning på miljøet, så det store spørgsmål var, hvordan er disse to begivenheder relateret, " siger Francis Macdonald, lektor i geologi ved Harvard University.

Svaret, som det viser sig, ligger ikke i en enkelt faktor, men en sammenfatning af faktorer.

Macdonald havde en anelse om, at aerosolerne fra vulkanerne kunne have haft noget at gøre med den hurtige afkøling af jorden. Som det viser sig, er dette muligt under de rette forhold.

Da den magma, der til sidst dannede Franklin LIP, udbrudte overfladen, skød det partikler af svovlrige sedimenter i atmosfæren som svovldioxid. Dette er en gas, der absorberer solstråling, og det gør det særligt godt, når det kommer forbi tropopausen, grænsen mellem troposfæren og stratosfæren. På denne højde er der en større chance for, at den forbliver i atmosfæren i længere tid og forlænger sin tilstedeværelse fra ca. en uge til omkring et år uden at blive bragt tilbage til jorden i nedbør eller blandet med andre partikler.

Spørgsmålet er: ville det have gjort det forbi tropopausen? En vigtig ting at bemærke om denne barriere er, at dens position ikke er fast, men bestemmes af planetens baggrundsklima - jo køligere planeten, jo lavere er dens position. Og jorden på det tidspunkt var ikke ligefrem igennem en varmebølge.

"I perioder med jordens historie, da det var meget varmt, ville vulkansk afkøling ikke have været meget vigtigt, fordi jorden ville have været afskærmet af denne varme høje tropopause, " siger wordsworth. "I køligere forhold bliver jorden unikt sårbar over for at have sådanne vulkaniske forstyrrelser i klimaet. "

Når det er sagt, frigiver aerosoler i atmosfæren kun en del af ligningen. Hvor gasserne frigives, er lige så vigtige og tilbage i de tidlige dage, før superkontinentet Rodinia brød op, var Franklin LIP placeret tættere på ækvator. Da denne region modtager størstedelen af ​​solstrålingen, der holder Jorden varm, betyder det, at svovldioxidet var på det rigtige sted for at komme ind i atmosfæren og forårsage et markant fald i temperaturerne.

Alligevel var det nok ikke nok til at sende planeten til en dybfrysning. Tilfælde i betragtning: På trods af at 15 mio. Tons svovldioxid lancerede sig i atmosfæren, forårsagede udbruddet af Pinatubo-bjerget i Filippinerne i 1991 kun et fald på 1 grader Fahrenheit (0, 6 grader Celcius) i globale temperaturer, der varede i 15 måneder.

Dette billede blev taget under udbruddet af Alaska 's Pavlof vulkanen i 2013, som sendte en stor askeskyge 20.000 fod i luften (bemærk røgsporet) - forestil dig nu, hvilken slags et billede en uafbrudt streng vulkanudbrud ville producere (Credit: NASA)

Hvad der virkelig vendte planeten til en snebold var karakteren af ​​de vulkanske eksplosioner. De var ikke engang begivenheder som Mount Pinatubo-udbruddet, men kontinuerlige dem, der varede titusinder, om ikke millioner af år. Desuden kan du forestille dig, at mængden af ​​aerosoler frigives af vulkaner, der strækker sig næsten 2.000 miles over Canada og Grønland. Ifølge forskerne ville bare et årti med kontinuerlige udbrud have været nok til hurtigt at destabilisere klimaet.

"Køling fra aerosoler behøver ikke at fryse hele planeten, det er bare at drive isen til en kritisk breddegrad, " siger macdonald. "Så gør isen resten. "

I moderne geografi ville denne bredde være Californien. Når isen når dette punkt, er der ingen stopper det, siger forskerne.

"Det er let at tænke på klimaet som dette enorme system, der er meget svært at ændre og på mange måder det er sandt, " siger wordsworth. "Men der har været meget dramatiske ændringer i fortiden, og der er alle mulige muligheder for, at der pludselig kan ske en forandring i fremtiden. "

Ud over at forstå, hvordan sådanne Snowball Earth-begivenheder forårsager udryddelser, og hvordan geoengineering-forslag kan påvirke klimaet, har nogle videnskabsmænd foreslået, at atmosfæren med svovldioxid for at bekæmpe den globale opvarmning - forskerne siger, at de også kunne tilbyde en anden udgangspunkt for, hvordan vi definerer en beboelig zone. Nuværende konsensus erklærer, at flydende vand er en forudsætning for livet, men hvis denne sneboldhændelse er nogen indikation, er en planet 's klima langt fra statisk.

"Denne forskning viser, at vi er nødt til at komme væk fra et simpelt paradigme af eksoplaneter, bare tænke på stabile ligevægtsforhold og beboelige zoner, " siger Wordsworth. "Vi ved, at Jorden er et dynamisk og aktivt sted, der har haft skarpe overgange. Der er al mulig grund til at tro, at hurtige klimaovergange af denne type er normen på planeter snarere end undtagelsen. "

Undersøgelsen blev offentliggjort i geofysiske forskningsbreve .

Kilde: Harvard

Dette billede blev taget under udbruddet af Alaska 's Pavlof vulkanen i 2013, som sendte en stor askeskyge 20.000 fod i luften (bemærk røgsporet) - forestil dig nu, hvilken slags et billede en uafbrudt streng vulkanudbrud ville producere (Credit: NASA)

Harvard-forskere siger, at de måske endelig har svaret på, hvad der forårsagede "Snowball Earth " -hændelsen (Credit: NASA)

Anbefalet Redaktørens Valg