最新研究：地球轨道变化有助于孕育复杂生命形式

北京时间 7 月 13 日消息，英国南安普顿大学科学家发现，地球轨道发生变化可能促使复杂生命出现，并在地球气候变迁中繁衍完成生物进化历程。

▲ 图中是“条带状铁层”，富铁物质呈红色部分，富硅物质呈白色

该研究团队人员分别来自中国科学院、澳大利亚科廷大学、中国香港大学和美国图宾斯大学，他们研究了“雪球地球时期”岩石沉积状况，该时期持续存在 5000 多万年，当时地球表面大多数区域都被冰雪覆盖，经历了严峻的冰川作用。目前研究小组将该研究报告发表在近期出版的《自然通讯杂志》上。

研究报告合著作者、南安普顿大学地球科学副教授托马斯・格尔农博士称，对雪球地球理论最基本的挑战之一是生命似乎幸存了下来，这是一个令人难以置信的事情，要么生命未在雪球地球时期形成，要么它们以某种方式避开了严重冰川作用时期的瓶颈。

为了进一步验证雪球地球时期生命如何幸存下来？研究小组冒险进入了澳大利亚南部的内陆地区，在那里他们对 7 亿年前形成数千米厚的冰川岩石颇感兴趣，当时，现今的澳大利亚地区位于赤道附近，保持着热带气候特征。他们对地质岩石结构进行了研究分析，发现远古时期冰盖一直延伸至赤道的明显证据，这暗示着当时地球完全被冰雪覆盖着。

研究小组将注意力集中在“条带状铁层”，这是一个由富含铁和硅物质的交替沉积岩，该岩石层沉积在邻近巨大冰原的冰雪覆盖海洋。在雪球冰川时期，冰冻海洋与大气完全隔离，如果没有海洋和大气之间的正常循环，将不会出现现今的气候特征。

研究报告第一作者、中国科学院罗斯・米切尔教授说：“该观点被称为与雪球地球假说相关的‘沉积岩理论’，高变岩石层似乎具有循环特征，看起来颇似气候循环，与冰盖增多和消退有关，这种变化被认为与将整个海洋被冰封的静态‘雪球地球’理论不一致。”

铁元素来自海底的热液喷口，通常情况下，地球大气层会立即氧化任何铁，所以条带状铁层通常不会发生沉积，但在雪球地球时期，由于冰层导致海洋与大气相隔离，海底热液喷口释放的铁元素能够逐渐积累，达到足够的量就会形成铁。利用磁化率 —— 一种岩石暴露在磁场中被磁化的衡量方法，研究人员发现层状岩石数据保存了几乎所有轨道周期的相关记录。

地球环绕太阳的运行轨道不断改变着形状和倾斜度，地球自转轴的摇摆也经历了周期性变化。这些天文周期改变了到达地球表面的太阳辐射的数量，从而影响并控制着地球气候。

米切尔教授说：“即使地球的气候系统在雪球地球期间表现得差异很大，地球轨道变化也很难被察觉。地球轨道的变化导致了冰盖起伏，从而使‘雪球地球’出现周期性无冰区域，该发现解决了‘雪球地球’假说的一个重要争议 —— 长期观察到的‘雪球地球’冰期显著的沉积变化似乎与水文循环极端减少不一致。”

研究小组的结果有助于解释雪球地球时期神秘沉积岩的存在，这些沉积岩显示了地球表面存在流动水的证据，之前科学家认为这些水资源应该被锁定在冰原之中。格尔农博士称，这项发现非常重要，因为现在已知复杂的多细胞生命起源于气候危机时期，但以前我们无法解释这是为什么。

同时，他还指出，我们的研究表明，在雪球海洋中存在着“无冰绿洲”，可能为动物生命提供一个避难所，使他们能够在地球历史上最极端的气候事件中幸存下来。

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