W przeszłości Ziemia wielokrotnie zmieniała się w wielką kulę śniegu. „Lądolód sięgał równika”

Zmiany klimatyczne na naszej planecie nie są niczym nowym. Bywało, że planeta była całkowicie wolna od lodu, a innym razem zmieniała się w olbrzymią kulę śniegu, miliony lat przed tym, gdy zaczął po niej stąpać człowiek. Niektóre z tych zmian były tak wielkie, że do dziś spędzają sen z powiek naukowcom.

Około 2,3 miliarda lat temu miało miejsce jedno z takich niezwykłych zdarzeń, a mianowicie globalne zlodowacenie, które nazwane zostało „Ziemią-Śnieżką”. Lądolód pokrył nie tylko obszary położone w strefie umiarkowanej, lecz sięgnął równika!

To było pierwsze z takich zlodowaceń, występujących w odstępie setek milionów lat. Przez około pół miliarda lat cała nasza planeta była skuta lodem o grubości przeszło kilometra. Teoria ta powstała w latach 90. ubiegłego wieku.

Kolejne badania geologiczne potwierdziły, że to nie teoria, lecz fakt, bo ślady lodu znaleziono we wszystkich osadach lądowych. Choć danych o najwcześniejszym zlodowaceniu mamy niewiele, to jednak naukowcy właśnie odkryli źródło wielkich roztopów, które globalne zlodowacenie zakończyły.

Krater Yarrabubba w zachodniej Australii. Fot. theconversation.com

Jest nim krater Yarrabubba położony w zachodniej Australii. Jego wiek pokrywa się z zapisem geologicznym odpowiadającym końcowi pierwszego globalnego zlodowacenia. Powstał on w wyniku upadku olbrzymiej planetoidy. Krater, dzisiaj niewidoczny nawet z lotu ptaka, ma średnicę 70 kilometrów.

Jest on tym samym nowym najstarszym kraterem uderzeniowym jaki udało się dotychczas odkryć. Zdegradowany został jednocześnie 300-kilometrowy krater Vredefort Dome, znajdujący się w Republice Południowej Afryki, który jest od niego o 200 milionów lat młodszy.

Nie łatwo było odnaleźć ten krater, ponieważ przez miliony lat jego strukturę zniszczyły ruchy płyt tektonicznych, a także działalność wiatru i wody. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara namierzyli go za pomocą badań anomalii magnetycznych i skał zmienionych pod wpływem uderzenia.

Kosmiczna skała wielkości 7 kilometrów w momencie uderzenia w ląd wyzwoliła olbrzymią energię, w wyniku której do atmosfery trafiły miliardy ton pary wodnej, która spowodowała efekt cieplarniany. Wspomagany był on przez liczne erupcje wulkaniczne. Lód roztopił się, poziom oceanów podniósł się, a na świecie powstały pierwsze cyjanobakterie zdolne do fotosyntezy.

Fot. Max Pixel.

Naukowcy wciąż nie doszli do porozumienia, co mogło wywołać globalne zlodowacenie. Mogła to być bardzo niska aktywność słoneczna, inny niż dzisiaj kąt nachylenia osi Ziemi do ekliptyki, a także większa odległość bieguna geomagnetycznego od bieguna geograficznego.

Dotychczas udało się ustalić, co mogło być przyczyną kolejnego zlodowacenia, które miało miejsce 700 milionów lat temu, gdy na Ziemi istniał jeden superkontynent Rodinia, w większości położony na równiku. Jego całkowite pokrycie lodem ukazywało skalę tego zlodowacenia.

Naukowcy z Uniwersytetu Teksańskiego sugerują, że mogło to być związane z płytami tektonicznymi, a dokładniej z rozpadem Rodinii. W przeszłości kontynenty na przemian łączyły się ze sobą i rozdzielały. Dziś mamy sześć kontynentów, ale w dalekiej przyszłości połączą się one tworząc jeden olbrzymi.

Litosfera nie jest zwartą skorupą. Wiemy, że wciąż pęka, formują się płyty, które albo oddalają się od siebie, albo też na siebie nacierają. W wyniku tych gwałtownych, ale bardzo powolnych procesów, objawiających się w postaci trzęsień ziemi, wybuchów wulkanów i powstania łańcuchów górskich, ma miejsce wędrówka kontynentów.

Fot. NASA.

Badacze twierdzą, że Rodinia zaczęła się dzielić na mniejsze kontynenty nie podczas zlodowacenia, lecz krótko przed nim, co może wskazywać na to, że to właśnie ruchy tektoniczne mogły wyzwolić ochłodzenie planety.

Jak do tego doszło? Najprawdopodobniej za sprawą aktywności wulkanicznej. Częste i silne erupcje spowodowały emisję olbrzymich ilości popiołów, które na lata odcinały dopływ promieni słonecznych do powierzchni ziemi.

Najpierw lodu zaczęło przybywać w strefach polarnych, a następnie w strefach umiarkowanych. Nie zdarzyło się to z roku na rok, lecz z biegiem setek, a nawet tysięcy lat. Gdy lodowce przekroczyły 30 stopni szerokości geograficznej rozpoczęła się reakcja łańcuchowa.

Naukowcy wyliczyli, że przy tak dużym pokryciu lodem obszaru Ziemi, ilość energii słonecznej odbijanej przez lodowiec przewyższyła ilość energii pochłanianej, co skończyło się zlodowaceniem całej planety.

Globalne zlodowacenie przypominało krajobraz dzisiejszej Antarktydy. Fot. Wikipedia / Stephen Hudson.

Podobny mechanizm może zadziałać również w przyszłości. Nadmierna emisja dwutlenku węgla, spowodowana działalnością człowieka, podnosi temperaturę globalną, a co za tym idzie, roztapia lodowce, które powodują odprężenia w skałach, trzęsienia ziemi i przesuwanie się płyt tektonicznych.

Te z kolei wywołują wybuchy wulkanów i emisje dużych ilości popiołów, które, podobnie jak 700 milionów lat temu, mogą znacząco ochłodzić klimat na Ziemi. Dotychczas wydawało się, że nie może się to stać jutro, ani za naszego życia, lecz za wiele wiele lat. Jednak nie można wykluczyć, że proces ten może przebiegać znacznie szybciej.

Źródło: TwojaPogoda.pl / Nature Communications / Science Daily.