成冰纪期间600 Ma的全球古地理，显示了冰川消融前地球大陆的分布和主要冰盖的最大范围。还有一个额外的重点是非洲卡拉哈里克拉通的古地理和冰盖。来源：/Morris等人，2024。
（神秘的地球）据美国物理学家组织网（汉娜·伯德）：雪球地球定义了我们星球历史上冰横跨地球，甚至到达赤道的时期。行星尺度的冻结被认为是由冰盖扩张引发的气候临界点导致的，该临界点导致了失控的冰反照率反馈：冰盖将入射的太阳辐射反射回太空，导致气候变冷和冰盖的持续形成。
成冰纪时期（约7.2-6.35亿年前，Ma）由一对雪球地球事件定义；较长的冰川期（Sturtian）持续了约5700万年，随后是短暂的间冰期融化，然后是持续约1500万年的第二次较短冰川期（Marinoan）。
摆脱如此长时间的极端条件代表了地球气候的重大转变，相对迅速地转变为温室气候，大陆风化强烈，随着大陆冰盖的融化，全球海平面普遍上升。这些对陆地和海洋领域的运作以及栖息在其中的生物产生了影响。
成冰纪时期被认为在复杂多细胞生命的出现中发挥了重要作用，一旦冰盖退缩，动物和藻类生态系统就开始出现。
发表在《地球与行星科学快报》上的一项新研究通过确定约635 Ma的马里诺安冰川消融对全球海平面的影响，重点研究了海洋的影响。
在之前对纳米比亚Naukluft山脉岩石记录的调查中，研究人员发现了与马里诺安冰川作用相关的岩石中水深增加和减少的两个不同区间。
加州理工学院的Freya Morris博士及其同事分析了冰川成因沉积物及其上覆的盖层碳酸盐（主要是白云岩），以解释全球海平面波动与沉积、构造抬升或沉降以及冰川均衡调整的局部影响之间的相互作用。后者指的是陆地隆起和地壳变形，以响应冰盖融化时冰盖质量载荷的损失。
莫里斯博士说：“马里诺安雪球地球的冰川消融是世界历史上气候变化最剧烈的事件之一。”。“这项建模工作探索了冰盖融化的持续时间会影响大陆边缘海平面变化的惊人方式。
“这项研究受到了我和同事在纳米比亚Naukluft山脉进行的实地考察的启发。在那里，我们解释了与雪球地球冰川作用相关的岩石记录中相对复杂的水深变化模式，因此，我们转向了海平面建模，以探索我们地质观测的可能机制和解释。”
为了考虑可能的解释，研究小组模拟了不同持续时间的连续马里诺冰川消融后的相对海平面变化，随着融化在更长的时间尺度上进行，发现了一种不同的模式。持续2000年的较短的冰川消融事件仅导致海平面上升，或海平面上升和下降的一个阶段。然而，随着融化发生在更高一个数量级（约10-30000年）的时间尺度上，海平面出现了两个不同的上升和下降阶段。
相对海平面、全球平均海平面、冰盖和海洋之间的直接引力，以及随着与卡拉哈里克拉通大陆内部距离的增加而发生的地壳变形。来源：/Morris等人，2024。
相对于雪球地球冰川消融的开始，当模型使用800米的全球平均（海平面）海平面时，全球海平面在以前盛行冰盖的大陆内部下降了880米，但在距离冰盖边缘最远的海洋中上升了800米。
在这些地区之间，大陆边缘经历了多个海平面上升和下降周期的更复杂的情况，这可能与Naukluft山脉序列中的地质观测结果相当，在那里，水深被解释为在数十米的范围内波动。
Morris博士承认，考虑到解释5亿年前变形岩石中水深变化的局限性，这个尺度是“尽可能精确的”
Morris博士解释说，这种更不寻常的模式可能是由海平面上升和冰川均衡调整影响变化之间的平衡所解释的。
“冰川均衡调整的主要组成部分之一是地壳变形。大块的冰盖会显著压低下面的地壳，同时将冰盖周围的地壳抬升成‘外围凸起’。当冰盖融化时，冰盖下以前凹陷的地壳会向上‘反弹’，而外围凸起则会下沉。
“除了地壳变形外，冰盖的质量还会将海洋吸引到冰盖上。当冰盖融化时，这种引力就会消散，导致海洋局部衰退。预测的相对海平面模式是全球平均海平面上升、地壳变形和冰川消融过程中引力相互竞争的结果。
“较长的退冰期（约10-30000年）产生的相对海平面模式比较短的退冰时期（约2000年）更复杂，因为退冰期全球平均海平面上升的速度与冰川均衡调整对海平面的影响相似。因此，这些力量之间平衡的变化可能会导致大陆边缘海平面的可测量波动。”
之前已经提出了多种可行的沉积模型来解释纳米比亚Naukluft山脉盖层碳酸盐岩序列的地质解释，但这项工作考虑了另一种解释。
如果雪球地球的冰川消融发生在大约10-3万年的较长时间内，那么Naukluft山脉（以及世界各地可能的其他盖层碳酸盐岩序列）记录的海平面波动可能主要是由全球平均海平面上升和冰川均衡调整的竞争平衡驱动的。
这项工作探索的有趣可能性突显了未来对马里诺安雪球地球冰川作用的研究的重要性，包括进一步的地质观测和气候建模。
本网页内容旨在传播知识，若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。