Snöbollsjorden

Några väldigt konstiga händelser har lämnat sina tecken i klipporna från den prekambriska tiden, de nio tiondelarna av jordens historia innan fossil blev vanlig. Olika observationer pekar på tider då hela planeten verkar ha greppats av kolossala istiden. Störstänkaren Joseph Kirschvink samlade först bevisen i slutet av 1980-talet och i ett papper från 1992 kallade han situationen "snöbollsjorden."

Bevis för Snowball Earth

Vad så Kirschvink?

1. Många avlagringar i Neoproterozoic ålder (mellan 1000 och ungefär 550 miljoner år gamla) visar de distinkta tecknen på isålder som de involverade karbonat stenar, som endast görs i tropikerna.
2. Magnetiska bevis från dessa istidskarbonater visade att de faktiskt var mycket nära ekvatorn. Och det finns inget som tyder på att jorden lutades på sin axel annorlunda än idag.
3. Och de ovanliga stenarna som kallas bandformad järnbildning dök upp vid denna tid, efter en frånvaro av mer än en miljard år. De har aldrig dykt upp igen.

Dessa fakta ledde Kirschvink till en vild antydande glaciärer som inte bara hade spridit sig över polerna, som de gör idag, utan hade nått hela vägen till ekvatorn och förvandlat jorden till en "global snöboll." Det skulle ställa in feedbackcykler som förstärker istiden under en lång tid:

1. Först skulle vitis, på land och vid havet, reflektera solens ljus i rymden och lämna området kallt.
2. För det andra skulle de glacierade kontinenterna dyka upp när isen tog vatten från havet, och de nyligen exponerade kontinentalshyllorna skulle reflektera solljus snarare än att absorbera det som mörkt havsvatten gör.
3. För det tredje skulle de stora mängder stenmark i damm av glaciärerna ta koldioxid från atmosfären, minska växthuseffekten och förstärka den globala kylningen.

Dessa band ihop med en annan händelse: superkontinenten Rodinia hade just gått sönder i flera mindre kontinenter. Små kontinenter är våtare än stora, och därför mer troligt att de stöder glaciärer. Området med kontinentalshyllor måste också ha ökat, varför alla tre faktorer förstärktes.

De bandade järnformationerna föreslog Kirschvink att havet, som var täckt av is, hade blivit stillastående och slut på syre. Detta skulle tillåta upplöst järn att byggas upp istället för att cirkulera genom levande saker som nu. Så snart havsströmmarna och kontinental väderbildning återupptogs skulle de järnformade bandformerna snabbt läggas ned.

Nyckeln till att bryta glaciärernas grepp var vulkaner, som ständigt avger koldioxid härrörande från gamla subdukterade sediment (mer om vulkanism). I Kirschvinks vision skulle isen skydda luften från de väderbitande klipporna och tillåta CO₂ att bygga upp, återställa växthuset. Vid någon tipppunkt skulle isen smälta, en geokemisk kaskad avsatte de bandade järnformationerna och snöbollsjorden skulle återgå till normal jord.

Argumenten börjar

Snöbollsjordidén låg vilande fram till slutet av 1990-talet. Senare forskare konstaterade att tjocka lager av karbonatbergarter täckte Neoproterozoic glacial avlagringar. Dessa "cap carbonates" var meningsfulla som en produkt av hög-CO₂ atmosfär som dirigerade glaciärerna, i kombination med kalcium från det nyligen utsatta landet och havet. Och det senaste arbetet har etablerat tre Neoproterozoic-mega-åldrar: Sturtian, Marinoan och Gaskiers glaciations för ungefär 710, 635 och 580 miljoner år sedan.

Frågorna uppstår till varför dessa hände, när och var de hände, vad som utlöste dem och hundra andra detaljer. Ett brett spektrum av experter fann skäl att argumentera mot eller snubbla med snöbollsjorden, som är en naturlig och normal del av vetenskapen.

Biologer såg Kirschvinks scenario som för alltför extremt. Han föreslog 1992 att metazoansprimitive högre djuraros genom evolutionen efter att de globala glaciärerna hade smält och öppnat nya livsmiljöer. Men metazoanfossiler hittades i mycket äldre stenar, så uppenbarligen hade snöbollsjorden inte dödat dem. En mindre extrem "slushball earth" -hypotese har uppstått som skyddar biosfären genom att posisera tunnare is och mildare förhållanden. Snöbollspartier hävdar att deras modell inte kan sträckas så långt.

I en viss utsträckning verkar detta vara fallet med att olika specialister tar sina bekanta problem mer allvarligt än en generalist skulle. Den mer avlägsna observatören kan lätt föreställa sig en islåst planet som har tillräckligt med varma refuger för att bevara livet och ändå ge glaciärerna överhanden. Men jäsningen av forskning och diskussioner kommer säkert att ge en sannare och mer sofistikerad bild av den sena Neoproterozoic. Oavsett om det var en snöboll, slushball eller något utan ett fängslande namn, är den typ av händelse som grep vår planet vid den tiden imponerande att överväga.

PS: Joseph Kirschvink introducerade snöbollsjorden i ett mycket kort papper i en mycket stor bok, så spekulativ att redaktörerna inte ens hade någon att granska den. Men att publicera det var en fantastisk tjänst. Ett tidigare exempel är Harry Hess banbrytande papper om havsgolvspridning, skriven 1959 och cirkulerade privat innan den hittade ett oroligt hem i en annan stor bok som publicerades 1962. Hess kallade det "ett uppsats i geopoetri", och ända sedan ordet har haft en speciell betydelse. Jag tvekar inte att kalla Kirschvink också för en geopoet. Läs till exempel om hans polarvandringsförslag.