이 이야기는 원래 에 의해 출판되었습니다 지식 잡지.
지구는 45 억 년의 역사에서 많은 변화를 견뎌냈으며, 약간의 비틀림과 그 길을 따라 돌았습니다. 과학자들이 얼음이 지구 전체를 폴리에서 적도에 이르기까지 지구 전체에 질식 시켰다고 생각했을 때 특히 극적인 에피소드 중 하나는 7 억에서 6 억에서 6 천만에서 6 억 사이에 오른 것으로 보인다.
과학자들은 여러 대륙의 증거를 바탕으로 이러한 눈덩이 지구 사건이 캄브리아기의 삶의 폭발을위한 길을 열어 놓았을 것이라고 말했습니다.
Caltech 지질 학자 Joe Kirschvink가 1989 년에 눈덩이 지구라는 용어를 만들었을 때, 일부 지질 학자, 기후 물리학 자 및 행성 화학자들이 수십 년 동안 생각하고 있다는 아이디어를 유지하면서, 매니 지구 과학자들은 이러한 대격변 사건이 실제로 일어날 수 있다는 회의적이었습니다. 그러나 이론과 사건의 타이밍을 고정시키는 데 도움이되는 새로운 데이터를 지원하는 증거를 강조하면서 더 많은 과학자들이 아이디어를 따뜻하게했습니다.
브리티시 컬럼비아 빅토리아 대학교 지질 학자 인 폴 호프만 (Paul Hoffman)은 지난 25 년간 스노우 볼 지구의 연구를 도왔습니다. 무엇보다도, 그는 나미비아에서 50 개월 분량의 현장 작업을 축적했으며, 그곳에서 그는 석회암으로 산재 해있는 암석에서 고대 빙하 활동의 증거를 수집했습니다. 석회암은 바다의 가장 따뜻한 부분에서 형성되는 경향이 있기 때문에,이 샌드위치와 같은 패턴은 눈덩이 지구 에피소드 중에 빙하가 지구, 차갑고 따뜻한 반점을 덮었다는 생각을 지원합니다. 아는 지구와 행성 과학의 연례 검토에서 자신의 삶을 이야기하는 호프만과의 말 , 눈덩이 지구 이론의 진화와 어떤 질문이 남아 있는지에 대해. 이 대화는 길이와 명확성을 위해 편집되었습니다.
눈덩이 지구에서 지구는 어떻게 생겼습니까?
이 이름은 외부 공간에서 외관을 설명합니다. 얼음 표면은 주로 서리와 작은 얼음 결정으로 코팅되어 차가운 건조 공기에서 침전되어 모든 곳에서 얼어 붙습니다. 게일 포스 바람은 낮은 위도로 울부 짖습니다. 떠 다니는 얼음 선반 아래에서 어둡고 끈적 끈적한 바다는 바다에서 천천히 들어가는 지열 열에 의해 생성 된 조수와 난류 에디에 의해 지속적으로 교반됩니다.
눈덩이 지구의 가능성에 지질 학자들을 쫓아 냈습니까?
지질 학자들은 지질 학적 기록에서 본 것을 이해하기 위해 고군분투하고있었습니다. 복잡한 삶이 처음 등장하기 전에는 지구의 가장 따뜻한 지역에서도 빙하의 증거가 틀림없이있었습니다. 지질 학자들은 이것이 어떻게 가능한지 이해하는 데 매우 어려웠습니다.
빙하가 남기는 퇴적물은 매우 독특합니다. 그들은 시멘트 트럭에서 버려진 시멘트처럼 보입니다. 이 눈덩이 얼음 시트는 대륙에서 바다로 흘러 나왔을 것이므로, 우리는 해양 환경에서 드롭 스톤 (dropstones)으로 알려진 것을 얻는 많은 퇴적물을 가지고 있습니다. 마치 돌이 어떻게 든 떨어진 다음 기초 퇴적물에 빠진 것처럼, 그 충격과 관련된 구조가 종종 보입니다. 떠 다니는 얼음 외에이 잔해물을 운반 할 수있는 것을 상상하기는 어렵습니다. 토양과 돌을 뿌리로 바다로 옮길 수있는 나무는 아직 진화하지 않았습니다.
어떻게 눈덩이 지구를 공부하기 시작 했습니까?
나는 문제에 대해 직접 작업하는 데 관심이 있기 전에 가설에 대해 알고있었습니다. Caltech의 Joe Kirschvink는 1989 년에 아이디어를 얻은 지 몇 달 후에 나에게 말했지만 그 당시에는 더 이상 아무것도하지 않았습니다. 나는 아이디어를 좋아하기 때문에 그것을 좋아했지만 신뢰성 격차가 있었기 때문에 우리의 일 전에 가설은 휴면 상태였습니다.
가장 큰 문제는 조건이 지구의 역사상 다른 시간과는 너무 다르기 때문에 가설의 의미를 이해하지 못했다는 것이 주어진 지질 학적 증거가 그에 위배되었는지 여부를 알기에 충분히 이해하지 못했다는 것입니다. 우리는 눈덩이 조건에서 실제로 발생하는 일을보기 위해 기후 모델이 있어야했으며 나중에 개발 된 모델링은 매우 중요했습니다.
저의 주요 기여는 지구 과학 내의 다른 분야에서 논쟁함으로써 신뢰할 수있는 과학적 가설이라는 사례를 제시하는 것이 었습니다. 예측과 일치하는 많은 지질 학적 증거가있었습니다. 내가 자주 말하고 싶은 것처럼, 새로운 아이디어 나 가설은 어린 아이들과 같습니다. 성인으로서 어떻게 될지 모르기 때문에 너무 일찍 판단하지 않는 것이 가장 좋습니다. 종종 새로운 아이디어의 문제는 그들이 틀린 것이 아니라 불완전하다는 것입니다.
지구상의 얼음의 런 어웨이 성장을 유발 한 것은 무엇입니까?
그것이“왜”질문이며 아마도 가장 어려운 질문 일 것입니다. 나는 이것에 대한 합의가 있다고 생각하지 않습니다. 기여하는 여러 가지 요소가 있으며,이를 두 가지 방법으로 보는 것이 유용합니다. 우선, 더 차가운 기후를 만들어서 지구를이 런 어웨이 얼음 성장 현상에 더 취약하게 만든 일반적인 조건은 무엇입니까? 그리고 가장자리 위로 팁을주는 즉각적인 방아쇠는 무엇입니까?
눈덩이 사건이 발생했을 때, 초 대륙 Rodinia는 헤어지는 과정에있었습니다. 초 대륙은 모든 대륙이 하나의 그룹으로 함께 클러스터링되는 상태입니다. 사람들이 연결되어 있다고 생각하는 이유는 초 대륙의 이탈이 대륙 지역의 강우량을 증가 시켜서 지각 암석의 풍화를 증가시킬 것이기 때문입니다. 암석의 풍화는 실제로 이산화탄소를 섭취하므로 대기에서 이산화탄소가 적어 더 추운 기후로 이어질 수 있습니다.
실제로 즉각적인 방아쇠를 일으킨 원인에 관해서는, 최근 몇 년 동안 캐나다의 높은 북극에서 발생한 매우 큰 화산 폭발에주의를 기울였습니다. 이러한 분화는 약 7 억 7,700 만 및 7 억 7,700 만 년 전에 발생했습니다. 소방 분수 (몇 주 또는 몇 달에 걸쳐 한 곳에서 나오는 라바)를 얻으면 그 용암의 난방 효과로 대기에서 강한 열 상승을 얻습니다. 이 upwellings는 유황 에어로졸을 성층권으로 돌려서 상당한 시간 동안 걸어 다닐 수 있습니다. 이 황수 입자는 들어오는 태양 복사를 반영하며 강한 냉각 효과가 있습니다. 이러한 분화와 두 개의 눈덩이 지구의 첫 번째와 더 긴 발병 사이의 타이밍에 대한 우연의 일치로 인해 즉각적인 방아쇠 일 수 있다고 가정했습니다.
눈덩이 지구의 삶은 어떻게 생겼으며, 런 어웨이 아이스 성장의 결과로 어떻게 변했습니까?
분명히 박테리아가 있었고 조류와 단세포 원시 동물, 또는 원시자도있었습니다.
또한 최초의 다세포 동물이 현재 스폰지와 같은 것들이 시작되었다는 증거도 있습니다. 추측의 문제는 이유 :이것에 대한 많은 아이디어가 있지만 테스트하기가 어렵습니다. 한 가지 아이디어는 눈덩이 지구에서 생태계가 서로 더 고립되었을 수 있으며, 이것은 새로운 형태의 삶, 특히 이타적인 형태의 삶의 형태를 발전시키는 데 도움이되는 상황 일 수 있다는 것입니다. 따라서 다른 생태계의 더 많은 분리는 이들 다세포 이타 주의자의 비율이 높은 특정 생태계가 발판을 확립 할 수있게했을 수 있습니다.
다른 지질 학자들이 눈덩이 이론은 어떻게 받았습니까?
나는 감정적 인 사람들이 어떻게 그것에 대해 얻을 수 있는지, 그리고 결혼 한 사람들이 지구가 오늘날과 크게 다르지 않았다는 생각에 얼마나 과소 평가했다. 19 세기에 사람들은 20,000 년 전에는 대부분의 북유럽과 북아메리카가 빙상으로 덮여 있다고 믿는 데 어려움을 겪었습니다. 19 세기 지질학자가 눈덩이 지구가 20 세기 지질 학자들에게있어서 받아들이는 것은 어려웠습니다.
오랫동안 우리는 낮은 위도와 지구의 가장 따뜻한 부분에서 빙하에 대한 많은 증거를 가지고 있었지만, 이러한 사건의 날짜에 대한 좋은 생각은 없었습니다. 그것은 일종의 창피했습니다. 그러나 2010 년에서 2014 년 사이에 그 상황은 극적으로 바뀌 었습니다. 우리는 이제 두 가지 매우 다른 데이트 기술에서 상당히 정확한 추정치를 가지고 있으며, 그들이 매우 일관된 결과를 제공하고 있다는 것은 인상적입니다. 타임 스케일을 운동하면 문제를 해결하는 대다수의 지질 학자들이 이제 눈덩이 가설을 받아 들였습니다.
대안 이론은 수년에 걸쳐 Slushball 이론을 포함하여 눈덩이 지구의 덜 극단적 인 버전입니다. 날짜를 고정시키는 것은 이러한 대안 이론을 분류하는 데 어떻게 도움이됩니까?
슬러시 볼 시나리오에서, 이산화탄소는 매우 빨리 쌓기 시작할 것이므로 빙하는 수명이 짧고 얼음은 점차 후퇴 할 것입니다. 이것은 우리가 지질 학적 기록에서 보는 것이 아닙니다. 우리는 이제 첫 눈덩이가 5 천 8 백만 년 동안 지속되었으며 이는 슬러시 볼 아이디어와 완전히 일치하지 않는다는 것을 알고 있습니다. 또한, 우리는 눈덩이 빙하가 극도로 갑자기 끝나는 것을 보았으며, 이는 매우 더운 기간 인 완전하고 갑작스러운 기후 반전에 대한 명확한 증거가 뒤 따릅니다. 그것은 슬러시 볼 모델로 설명되지 않습니다.
증거를 만족시키는 다른 대안이 없다고 생각합니다.
눈덩이 지구에 대한 다른 질문은 무엇입니까?
데이트는 새로운 문제를 만들었습니다. 데이트가 공개 한 한 가지는 두 개의 눈덩이 지구가 급속히 연속적으로 발생했으며 그 기간이 매우 불균형하다는 것입니다. 첫 번째는 5 천 8 백만 년 동안 지속되었고 두 번째는 5 백만에서 1,500 만 년 동안 지속되었습니다. 그래서 우리는 왜 빙하가 얼마나 오래 지속되었는지에 대한이 큰 차이가 왜 있는지 모릅니다. 그리고 왜 둘 사이 에이 짧은 간격이 있었습니까? 얼음이 전혀 없을 때 약 1 천만 년이 지나서 갑자기 지구가 눈덩이 지구로 돌아갔습니다. 그렇다면 왜 두 사람이 빠르게 연속적입니까? 그리고 왜 세 번째 또는 네 번째가 없었습니까? 이것은 타이밍에 대한 우리의 이해의 결과로 발생한 새로운 질문입니다.
눈덩이 지구가 돌아올 수 있을까?
나는 우리가 미래에 일어날 지 여부를 말할 수있는 좋은 위치에 있다고 생각하지 않습니다. 미래는 오랜 시간입니다. 우리는 그것이 수만 년 동안 일어나지 않을 것이라고 말할 수 있습니다.
왜 지구 역사를 연구합니까?
우리 지구의 역사는 가장 위대한 이야기 중 하나입니다. 우리는 여기에 살고 있고 우리는이 장소에 의존하기 때문에 지구가 오늘날의 방식이 아니라는 것을 이해하는 것이 매우 중요합니다. Snowball Earth는 지구가 지질 기록을 조사하지 않았다면 결코 의심하지 않았을 것이라는 지구의 놀라운 것들의 예입니다.
Snowball Earth를 다루는 것은 환상적이었습니다. 그것은 내 인생에서 가장 강렬한 학습 경험이었으며, 그것이 내 생애에 받아 들일 것이라고 결코 기대하지 않았습니다.
그리고 당신은 여전히 25 년이 지난 후에도 여전히 그것에 있습니까?
나는 여전히 77 세의 나미비아에서 현장 작업을하고 있습니다. 크고 매혹적인 문제 일뿐입니다. 자신을 끌어 내기가 어렵습니다.
Laura Poppick은 메인 주 포틀랜드의 프리랜서 과학 기자로, 때로는 큰 눈덩이처럼 느껴지는 곳입니다. 저널리즘에서 경력을 쌓기 전에 그녀는 프린스턴 대학교 (Princeton University)의 실험실에서 눈덩이 지구 암석을 공부했습니다. 트위터 :@laurapoppick.
아는 잡지는 연례 리뷰의 독립적 인 저널리즘 노력입니다.
