“雪球地球”存在的证据有多充分?

Question

一些地质学家说，在BP的7.7亿年到BP的6.3亿年之间，冰期非常严重，以至于北极和南极的冰帽在赤道相遇。这就是所谓的雪球地球理论。

尽管在这一时期的开始，据我们所知，没有高级无脊椎动物能够留下容易辨认的化石，但在这一时期的末期，有了，那么它们是如何在冰下茁壮成长和进化的呢?冰层下一定也有早期的海洋植物(陆地上没有)，那么它们是如何生存下来的呢?

这种冰川作用的主要证据是南非和澳大利亚岩石上明显的冰川痕迹，除了雪球地球，这些明显的冰川痕迹就没有其他解释吗?例如，当时的澳大利亚可能离南极更近，一些发现冰川证据的地方可能比现在的海拔高得多。

Answer 1

保罗·霍夫曼斯诺登关于“雪球地球”的论点

所以，首先，我只是一个可以访问JSTOR和对地质学感兴趣的人，所以也许我真的没有资格评估证据“有多好”。但是，我可以通读论文，总结一些东西给你，这也许足以回答这个问题。

因此，正如标题所示，对雪球地球理论的认真考虑始于1998年保罗·霍夫曼的一篇论文，免费拷贝链接在这里。最初论文中的证据如下:

• 无机美元\三角洲^ {13}$C在750至550 Ma的冰期显示出减少，与地球历史上其他时期的变化相比，这是“巨大的”。这参考了我们正在讨论的论文的合著者艾伦·考夫曼(Alan Kaufman)以前的地层工作。
• 基于一种理论Kirschvink(提出雪球地球理论的地质学家)，完全被海冰封住的海洋会迅速缺氧，导致化学反应，从而导致所观察到的碳沉积变化。
• 纳米比亚Otavi组地层的新地层工作证实了无机碳的下降，并提供了在~ 12s纬度(由古地磁数据确定的纬度;年龄由辐射测量法确定)。
• 地质证据表明，在冰川作用开始后，有机碳在总碳埋藏中的比例立即降至“几乎为零”。
• 这篇论文随后提出了证据，证明有一个大型火山事件与C。_2美元现在的300倍可以“撤销”雪球地球事件。

在结论中，作者说，“雪球地球”解释了碳同位素漂移的证据，但没有其他假说可以解释。中对此进行了更详细的讨论霍夫曼等，1998a(同一作者，同年发表的一篇文章)和霍夫曼和施拉格，2002年。被否决的假说包括海洋停滞和翻转的时期;直到元古代末期，地球的轴位都比较大，真正的极地漫游主要有火石撞击、深海缺氧等。

我在这里想说的是，你在OP中提出的问题不符合最初对为什么可能有雪球地球插曲的解释。的确，如果没有精确的化石年代测定法，辐射测量法无法证明近赤道冰川在多个地方出现过同时。但这并不是必须的证明。雪球地球的证据是“好的”，只要它是最有可能的对观测到的古地磁、地层和碳同位素数据的解释。

最后这一点，我也许没有资格讲;你必须对“雪球地球”和其他理论进行全面的文献综述，才能确定哪一种理论有最好的证据支持。但是，显然有许多地质学家认为“雪球地球”是“最好”的假设。

具体问题的答案

尽管在这一时期的开始，据我们所知，没有高级无脊椎动物能够留下容易辨认的化石，但在这一时期的末期，有了，那么它们是如何在冰下茁壮成长和进化的呢?

从科什文克等人，2000年，

最后，我们推测，在雪球事件及其后果期间预测的气候和地球化学变化的严重性可能迫使巨大的生物适应，并在现存生物及其基因的系统发育中留下了可识别的特征。

极端地球化学条件包括氧和铁的显著变化。虽然上面的文章专门讨论了早期的雪球地球事件，但这表明，少数在冰川作用中幸存下来的生物具有新的地球化学适应能力，使它们能够爆发到冰川作用后存在的更友好的世界环境中。

的确，埃迪卡拉动物群是在冰川期结束后出现的;从霍夫曼等人，1990年(不是同一个霍夫曼/霍夫曼;也找不到免费的完整拷贝):

埃迪卡拉动物群通常被认为含有最古老的后生动物化石，在世界各地约有25个地点被描述过;迄今为止的所有发现都使它位于瓦兰格冰川时期最高的元古代冰碛岩之上。

瓦朗日冰期是现在理论上的Cryogenian冰川期，分为两个冰川期Sturtian而且Marinoan。

所以，总的来说，进化和多样性的爆发发生在冰川作用结束后，它的发生是因为径向的新的生化过程必须进化才能在冻结海洋的化学成分完全不同的海洋中生存。

冰层下一定也有早期的海洋植物(陆地上没有)，那么它们是如何生存下来的呢?

真核藻类(如红色的而且棕色（的）藻类)存在于低温期之前，并一直存活到低温期之后。它们存活下来的机制有很多。首先，藻类确实生活在南极洲陆地表面的雪上;这样的“雪藻类都能在雪球地球上存活下来

其次，对于海洋表面的厚度是否一致，人们并没有达成共识。一些建模，例如从Pollard和Kasting, 2005表明赤道地区的海冰有几米厚。在这种情况下，藻类可以很容易地在冰盖的下面生存，就像在现代的北极和南极一样。一个薄，开裂，周期性融化(在热带太阳辐射下)的状态将与今天的极地地区的条件一致，并且非常有能力支持生命。

除了“雪球地球”，这些明显的冰川痕迹就没有其他解释吗?例如，当时的澳大利亚可能离南极更近，一些发现冰川证据的地方可能比现在的海拔高得多。

我没有做过深入的研究，但是地球表面各个点的纬度可以通过古地磁数据来估计。请注意，许多替代的解释(如轴向倾斜增加和真极移)也包括解释为什么磁记录是错误的机制(即磁极不在我们认为的位置)。

然而，这有点像奥卡姆剃刀的情况。为了解释没有雪球地球的热带冰川，你必须解释地球是如何在不同的轴上旋转的。虽然有可能，但要使地球从一个旋转轴移动到另一个旋转轴需要大量的能量。从能量物理学的角度来看，“雪球地球”是一种更简单的解释。

如前所述，有两个链接指向霍夫曼和他的同事驳斥了各种替代解释的论文。