23亿年前细菌曾把地球变成一个大雪球

　　美国科学家提出，23亿年前，一种细菌曾使地球成为一个大雪球。多年来，地质学家收集到的证据一直表明，地球曾在几种偶然情况下呈现过一种全球结冰状态，冰层甚至覆盖赤道，可能对生物产生了极大破坏后果。但这种被称之为“雪球地球”的理论，一直缺少合理解释。现在，最初提出“雪球地球”理论的美国加州理工学院研究小组提出，造成早期地球成为大雪球的“罪犯”，很可能只是一种普通细菌，它释放氧气，最终破坏了可使地球保持温暖的关键气体。  

　　在新出版的《美国家科学院学报》上，由加州理工学院研究生库伯、其导师柯什文克教授、麻省理工学院研究生希尔伯恩和纳什组成的研究小组提出，在23亿年前，一种叫蓝菌或称蓝绿藻的细菌突然发育出分解水及释放氧气的能力，最终破坏了当时大气中丰富的温室气体甲烷，使全球气候完全失常。当时，年轻太阳的亮度仅为现在的85%%，地球平均温度与目前的平均温度相近。很多研究人员认为，这种状态是由于甲烷十分丰富，大气中的甲烷和氧不稳定结合，在自然界长期反应，产生二氧化碳和水。尽管二氧化碳也是温室气体，但甲烷可造成几十倍的温室效应。  

　　研究小组说，当蓝菌发育出第一种能在光合作用下采水的生物，并将氧释放到大气中后，问题就发生了。更多的原始细菌依赖于可溶铁或硫化物，以用于光合作用，在光合作用中转向分解水，使细菌几乎在有光和营养物的地方生长。很多专家认为这是在地球38亿年前至27亿年前的早期发生的，但加州理工学院研究人员在岩石中没有找到证据，能证明细菌转向分解水发生于23亿年前，即古原生代“雪球地球”被引发时期。  

　　当蓝菌引发“雪球地球”时，必须有充足的像磷和铁等关键营养物的供应，对细菌来说，幸运的是地球23亿年前已进入适度冷时期，这反应在加拿大冰河期形成的岩石。对加拿大岩石磁化强度的测量证明，它们当时可能处于中纬度。冰河作用将大陆物质磨成粉末，并将其带进海洋，使海洋富于营养。一旦蓝菌发育出这种释氧能力，它们就将局部的冰河作用变成了全球性的冰河作用。  

　　库伯说：“冰河的更大范围将使蓝菌很快地控制地球上的生物，并开始释放大量氧气。”这种情况对气候是不利的，因为氧气使甲烷很不稳定。库伯和柯什文克的模型表明，在少至10万年的时间内，温室效应可能已被破坏。地球没有了甲烷，全球温度下降到零下50摄氏度。  

　　地球进入冰河期后变得十分寒冷，赤道海洋被大约一英里厚的冰层覆盖，大量生物死亡，只有转入地下或在热温泉中的生物才得以生存下来。  

　　柯什文克等人还证明了一个机制，借助这一机制，地球才能摆脱“雪球地球”。在发生“雪球地球”的大约几千万年后，二氧化碳积聚到一定程度，另外一次温室效应发生了，地球温度又反弹到50摄氏度，冰层逐渐融化，生命重返地球。  

　　柯什文克说：“如果目前地球环境继续恶化，地球仍能成为‘雪球’。如果它再次发生，地球上的所有生物有可能会被再次摧毁。”