Sniega Zeme — Proterozoja globālā apledojuma teorija

Sniega zeme jeb Ledus zeme attiecas uz laikiem, kad Zemes virsma bija gandrīz vai pilnībā sasalusi. Sniega bumbas (vai ledus lodes) Zemes rašanās joprojām ir strīdīgs jautājums, taču tagad ir ticams, ka proterozoja periodos ir bijis plaši izplatīts apledojums. Joprojām strīdīgs ir jautājums par to, cik plaši šie apledojumi bija izplatīti. Teorijas piekritēji apgalvo, ka šī teorija izskaidro ledāju izcelsmes nogulumus tropu platuma grādos un citas mīklainas ģeoloģisko liecību iezīmes. Pretinieki no ģeoloģiskajiem pierādījumiem neizdara tādus pašus secinājumus un apšauba ledus vai dūņu klāta okeāna ģeofizikālo iespējamību.

Pamattermini un datējums

Sniega Zeme visbiežāk tiek saistīta ar Neoproterozoja laikmetu Proterozoja periodā, īpaši diviem lieliem apledojuma notikumiem: Sturtijas (aptuveni 717–660 miljoni gadi pirms mūsdienām) un Marinjoņas (aptuveni 650–635 miljoni gadi pirms mūsdienām) apledojumiem. Ir arī mazāks, vēlāk notikums — Gaskiera apledojums apmēram 580 milj. g. p. m., kas varēja nebūt tik plašs kā iepriekš minētie.

Pamatpierādījumi par plašu apledojumu

• Glaciogēnie nogulumi tropu platuma grādos: tilīti (ledāju nogulsnes), nogruvumu (dropstone) slāņi un skrāpējumi uz senām virsmām liecina par ledāja darbību reģionos, kuri mūsdienās atrodas tuvāk ekvatoram.
• Kapkarbāti (cap carbonates): biezas karbonātu nogulumu paketes, kas bieži atrodas tieši virs glaciogēniem, interpretētas kā ātras, masīvas ogļskābās gāzes (CO2) izdalīšanās un klimata sasilšanas rezultāts pēc ilgstoša apledojuma.
• Izotopu anomālijas: dziļa δ13C samazināšanās un citas ķīmiskās izmaiņas sedimentos liecina par plašām ogļskābes cikla pārkāpumiem, kas atbilst pēkšņām klimata izmaiņām.
• BIF (banded iron formations) un citi ķīmiski signāli: dažkārt atjaunojās nogulumu veidi, kas saistīti ar skābekļa un sarkanā dzelzs izmaiņām okeānā pēc apledojuma laikā vai tūlīt pēc tā.

Kā tas varēja notikt — mehānismi

Galvenais Snowball Earth scenārijs balstās uz atgriezenisko saikņu mehānismu starp ledus segas albedo (atstarošanu) un atmosfēras siltumnīcefektu:

• Neliels temperatūras pazeminājums palielina ledus un sniega izplatību, kas palielina atstarošanu un vēl vairāk atdzesē planētu (pozitīvā atgriezeniskā saite).
• Ja ledus aptver lielu daļu okeāna, ogļskābās gāzes izklīšanu no atmosfēras samazina, bet vulkāniskā CO2 emisija turpinās — laika gaitā CO2 var sakrāties līdz ļoti augstam līmenim.
• Kad CO2 pietiekami pieaug, strauji tiek sasniegts sasilšanas slieksnis, ledus kūst, un noslēdzošā fāze var būt strauja (skaidrojot cap carbonates nogulsnes).

Alternatīvas un strīdi

Galvenais iebildums pret pilnīgu „sniega bumbas” stāvokli ir jautājums par to, kā fotosintēzes organismi un okeāna ķīmija izdzīvotu pietiekami ilgi, ja visa jūra būtu pārklāta ar bieza ledus kārtu. Tā rezultātā ir attīstījusies slushball vai «dienvidu» alternatīva, kas pieļauj, ka okeāna virsējais slānis varēja būt daļēji aizsalis, bet palika atvērtas jūras joslas, ledus caurlaidības vai plānas ledus zonas pie ekvatora, kur varēja turpināties fotosintēze un gāzu apmaiņa.

Citi iebildumi balstās uz ģeoloģiskiem secinājumiem: dažos reģionos glaciālās liecības nav pietiekami plašas, lai pierādītu globālu segumu, vai arī interpretācija par kapkarbonātiem un izotopu izmaiņām var nebūt viennozīmīga.

Ietekme uz dzīvi un evolūciju

Sniega Zemes notikumiem var būt bijusi teiksmaina ietekme uz Dzīvību uz Zemes:

• Ilgi auksti apstākļi varēja izraisīt masveida bioloģisku spiedienu un selekciju, radot spiedienu uz adaptāciju un iespējamu jaunu cilpu attīstību.
• Pēc apledojuma sekojošais siltumnīcas uzplaukums un būtiskas ķīmiskās izmaiņas varētu būt radījis nosacījumus straujākai dzīves sarežģīšanas — piemēram, Ediakara fauna un vēlāk Kambriuma eksplozija attiecīgi sekoja Neoproterozoja beigām.
• Iespējamie „patvērumi” (refugia) — dziļūdens hidrotermālie avoti, ledusaplokšņu atveres vai plānas ledus zonas — varēja nodrošināt vietas, kur fotosintētiski un ķīmiskie organismi saglabājās.

Secinājumi

Sniega Zeme ir spēcīga, daļēji ģeoloģiski pamatota hipotēze, kas skaidro vairākas Neoproterozoja laikmeta iezīmes, tomēr tā paliek zinātniski diskutēta. Daļa pētnieku atbalsta pilnīgas vai gandrīz pilnīgas pasaules sasalšanas modeli, citi priekšroku dod maigākam «slushball» variantam vai vietējākiem apledojumiem. Turpmākie ģeoloģiskie atklājumi, precīzāks datējums un klimata modelēšana turpinās noskaidrot, cik tālu un kādā formā šie apledojumi patiesībā norisinājās.

Meklēt pēc burta