還記得上個(gè)月的那場(chǎng)“世紀(jì)寒潮”嗎？包郵區(qū)水管紛紛爆裂，廣州居民多年來(lái)頭次見(jiàn)雪，華北以北人民全部?jī)龀晒返哪且淮危?/p>

地質(zhì)學(xué)家說(shuō)，呵呵。

圍著火爐與暖氣，煮一杯咖啡或茶，我們來(lái)講一個(gè)大型冷故事——地球46億年歷史中的最大極寒。跟這次事件相比，哪怕是距今一萬(wàn)年左右的“冰河時(shí)代”，也不過(guò)是一場(chǎng)波瀾不驚的“微風(fēng)”而已。至于什么世紀(jì)寒潮？Don't Panic，不過(guò)是一個(gè)稍微冷些的冬天罷了。

要說(shuō)自地球形成以來(lái)的最大“寒潮”，莫過(guò)于新元古代的那次“雪球事件”（SEE, The Snowball Earth Event）了。字如其名，當(dāng)時(shí)的地球，基本就是個(gè)宇宙大雪球。從極地到赤道，地球的表面幾乎全部被冰蓋所遮覆。干燥的空氣磨蝕著蒼涼的陸地，廣袤的大洋被全部?jī)鼋Y(jié)，哪怕你站在熱帶，感受到的也是今日南極的溫度；腳跨赤道，看到的也不外乎是一片晶瑩的蒼白。

七億年前的雪球地球。圖片來(lái)源：news.discovery.com

雪球事件發(fā)生在距今七億年前。七億年，在歷史的長(zhǎng)河中，實(shí)在是一個(gè)頗為尷尬的節(jié)點(diǎn)。對(duì)地球誕生的原點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它足夠漫長(zhǎng)。40億年的光景，早已讓地球演化成了一個(gè)成熟的行星，它有了板塊構(gòu)造，有了穩(wěn)定的大氣，有了遍布海洋的簡(jiǎn)單生命，一切看上去早已井然有序；然而，對(duì)于站在時(shí)空這頭的我們，七億年又顯得足夠遙遠(yuǎn)，遙遠(yuǎn)到比寒武紀(jì)生物大爆發(fā)還要早上兩億年。那個(gè)時(shí)候，不僅恐龍們的中生代是遙遙無(wú)期的未來(lái)，甚至連三葉蟲(chóng)和角石也尚未登上地球舞臺(tái)，只有藍(lán)藻等單細(xì)胞動(dòng)物，統(tǒng)治著當(dāng)時(shí)那尚未喧囂的海洋。它們?cè)趶V闊的潮坪上安靜地棲息，隨著潮漲潮落，堆疊起韻律般的紋層。這些層層疊置的藻類遺跡，是后世唯一可以回溯至此的生命印記。

雖然尚不熱鬧，但元古代的這幅光景，好歹洋溢著一顆宜居帶內(nèi)的星球該有的生機(jī)與活力。然而，全球冰川就這么突如其來(lái)地塵封了一切。先是從兩極開(kāi)始，冰川逐漸向低緯度進(jìn)軍，直至把熱帶的暖風(fēng)與浪花，全部凝固在肅殺的極寒中。盡管無(wú)法直接目睹當(dāng)時(shí)的環(huán)境巨變，但我們能夠在遙遠(yuǎn)的太空中，找到當(dāng)時(shí)地球大致的形貌。歐羅巴（Europa），木星的第二顆衛(wèi)星，一顆圍繞著巨人旋轉(zhuǎn)的晶瑩小球。與我們印象中多數(shù)坑坑洼洼的灰色星體不同，木衛(wèi)二有著一襲淡藍(lán)而細(xì)膩的表層，那是它冰質(zhì)的外殼。這顆遙在5億公里開(kāi)外的異星，卻是七億年前我們自己的溫暖家園，或曾表現(xiàn)出來(lái)的樣子。

雪球地球（上）與木衛(wèi)二（下），它們身處不同的時(shí)間與不同的空間，展現(xiàn)的卻是一副高度相似的場(chǎng)景。 圖片來(lái)源：www.bbc.co.uk; photorator.com

雪球事件一如鬼魅般來(lái)去匆匆，在元古代末期留下印記后，便馬上消失在一如既往的溫暖中。在此后數(shù)億年的時(shí)光里，它再也未曾重現(xiàn)，以至于人們直接用此次事件來(lái)命名地球歷史上這段非同尋常的時(shí)期。成冰紀(jì)（The Cryogene），三個(gè)肅殺的字眼，形象地提醒著人們，這生機(jī)勃勃的地球上曾有過(guò)一段冰雪漫布的紀(jì)元，在彼時(shí)，冰川遍布四海；在彼時(shí)，赤道白雪皚皚。

人們究竟是靠什么線索，斷言出當(dāng)時(shí)的地球就是這么一個(gè)宇宙級(jí)的大雪球呢？靠巖石。滄海桑田、往事不復(fù)，只有巖石的殘片，是唯一能夠穿越時(shí)空，將塵封的往事保留至今的星球遺跡。

作為巖石王國(guó)里的環(huán)境指示物，沉積巖——由地表沉積物壓實(shí)固結(jié)而形成的巖類——是反應(yīng)當(dāng)時(shí)地表環(huán)境的直觀快照。一層層的沉積巖，構(gòu)成地層；一套套地層，又構(gòu)成大陸表面直接披覆的“外皮”。所謂大陸，不外乎是藍(lán)海中一座座龐大的“移動(dòng)方舟”，它們會(huì)漂移、會(huì)裂解、也會(huì)在偶然的時(shí)段，合眾為一。今天你腳下大地所處的位置，可能與千萬(wàn)年前大徑相庭。除了位置不一樣，大陸表面的環(huán)境也在無(wú)時(shí)不刻地改變著。這也是為什么哪怕你站在干旱的內(nèi)陸，也同樣有機(jī)會(huì)找到淺海貝殼的原因。

大陸漂移在這顆星球上延續(xù)了數(shù)十億年，但科學(xué)家們卻有一套完善的方式，揭示出大陸上的每一塊沉積巖形成于何時(shí)、何地、以及何種環(huán)境，并以此來(lái)還原大陸漂移和環(huán)境變遷的歷史：利用層序律和同位素時(shí)鐘，他們能夠確定出地層形成的年代；利用沉積巖中含磁礦晶的排列方位，他們能夠還原出大陸當(dāng)時(shí)所處的緯度。巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，可以揭露沉積物生成的環(huán)境；而地層間的疊置關(guān)系，則記錄著環(huán)境的演化與變遷。時(shí)間、地點(diǎn)、環(huán)境，當(dāng)所有的鋪墊都已到位，剩下的，就看怎么把遙不相及的殘片，拼合為一個(gè)完整的敘事了。

在全球的各個(gè)大陸上，都或多或少地殘留著元古代地層的遺跡。從蘇格蘭到納米比亞，從澳州腹地到中國(guó)三峽…..當(dāng)人們追溯這些屬于7億年前形成的地層時(shí)，發(fā)現(xiàn)它們基本上都?xì)埩糁ㄔ?jīng)覆蓋過(guò)的痕跡：這些沉積巖有著淺海波浪所形成的、獨(dú)特而細(xì)膩的紋層，但在這些紋層中，卻又截然分布著碩大的冰積巨礫。在外動(dòng)力地質(zhì)作用中，除了冰川外，大概沒(méi)有什么外力能夠如此偶然地把完全不屬于一個(gè)水動(dòng)力量級(jí)、甚至來(lái)源也截然不同的沉積物，放置到正常情況下完全不該它出現(xiàn)的環(huán)境里了。這樣的構(gòu)造，往往出現(xiàn)在高緯度地區(qū)。但是通過(guò)古緯度還原，卻發(fā)現(xiàn)7億年前這些地層根本不是高緯度的極區(qū)特產(chǎn)，而幾近覆蓋了從極地到赤道的全部地域。就這樣，對(duì)“巖石古卷”的破譯，最終把兩個(gè)看上去風(fēng)馬牛不相及的詞匯——赤道和冰川——活生生地湊到了一起。

雪球事件的野外證據(jù)：被冰川攜帶的巨礫，突兀地砸入穩(wěn)定沉積的地層。圖片來(lái)源：legacy.earlham.edu

來(lái)自五洲四海的更多數(shù)據(jù)，最終拼合成了一幅明晰而又生動(dòng)的畫(huà)卷：一個(gè)遍布著冰雪的白色地球。當(dāng)故事的塵埃已經(jīng)落定，科學(xué)家的焦點(diǎn)，便放到了背后推手的位面。不要太樂(lè)觀，因?yàn)榻酉聛?lái)所發(fā)生的一切，似乎是一個(gè)必然注定的死局。

什么是死局？是所有不利因素偏偏在同一時(shí)刻出現(xiàn)，聚為合力？抑或是因果相連，形成一個(gè)愈加嚴(yán)峻的反饋鏈？很不幸，當(dāng)時(shí)的地球，似乎把這兩者都占了。

先說(shuō)說(shuō)合力的使然吧。一切的始作俑者似乎還在于大陸漂移。古緯度還原表明，在當(dāng)時(shí)的地球上，各個(gè)板塊已經(jīng)聚合為聯(lián)合大陸，處于中低緯度區(qū)間。由于大陸的表面是巖石，相較于大洋，對(duì)太陽(yáng)光的反照率（Albedo）要強(qiáng)得多，而低緯度，偏偏又是地球接受太陽(yáng)光最多的區(qū)域。陸地增加的直接后果，便是單位時(shí)間內(nèi)整個(gè)地球系統(tǒng)獲得的太陽(yáng)能更少了。地表的溫度輸入主要靠陽(yáng)光?！皟羰杖搿弊兩伲侨蜃兝涞牡谝煌屏?。

反照率增加的形象表示。隨著中低緯度地區(qū)陸地面積的增加，地球反照陽(yáng)光的量越來(lái)越大，使得整個(gè)地球系統(tǒng)獲得的太陽(yáng)能愈發(fā)減少。圖片來(lái)源：www.nicerweb.com; squidonice.wordpress.com

地表之上，還有個(gè)大氣層。溫度的輸入是一回事，但維持又是另一回事。地表溫度的維持主要靠溫室氣體——比如二氧化碳（CO2）等對(duì)太陽(yáng)能的鎖定。大量陸地聚集到低緯度，對(duì)大氣CO2的含量是一個(gè)極為負(fù)面的影響因素。熱帶降雨活躍、大氣潮濕，導(dǎo)致大陸巖石圈風(fēng)化作用空前活躍。在風(fēng)化作用中，大氣中的O2、CO2、H2O等成分被消耗，并隨著生成物進(jìn)入巖石圈，從而退出大氣循環(huán)。當(dāng)大氣中“凈流通”的二氧化碳等溫室氣體減少，溫室效應(yīng)便隨之減弱。環(huán)境的溫度逐步降低，冰川一步步生成并擴(kuò)大，冰期就在這樣的遞減中，悄然而至了。

到了冰川擴(kuò)大的時(shí)候，事情就變得更加不可挽回了，冰川本身便是上述合力的結(jié)果，但更可怕的是——它本身，卻恰恰是全球持續(xù)變冷最有效的誘因?；氐椒凑章蔬@個(gè)概念上。說(shuō)到反射太陽(yáng)光，無(wú)論海水也好、巖石也罷，又有誰(shuí)能跟晶瑩的冰雪相比？另一方面，當(dāng)水體擴(kuò)大結(jié)冰，蒸發(fā)會(huì)越來(lái)越少，大氣中能夠維持溫度的濕潤(rùn)水汽也驟然下降。反照率的激增和蒸發(fā)率的驟減，直接將冷室效應(yīng)帶入了一個(gè)持續(xù)堆棧的死循環(huán)。環(huán)境學(xué)模擬表明，當(dāng)?shù)厍虮砻嬗幸话氡槐采w的時(shí)候，全球凍結(jié)將成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)——換句話說(shuō)，一個(gè)冰雪滿布的全球，將會(huì)成為這個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的末端，必然出現(xiàn)的結(jié)局。

這樣的冰蓋，在當(dāng)時(shí)的全球，似乎是司空見(jiàn)慣的事情。圖片來(lái)源：www.earthtouchnews.com; www.newscientist.com

每一個(gè)因素里，似乎都找不到破局的希望。合力和死循環(huán)牢牢壓制著構(gòu)成雪球的每一方面因子。未來(lái)將走向何方呢？還好，我們本身便生活在一個(gè)毫無(wú)懸念的未來(lái)里?，F(xiàn)在的問(wèn)題是，誰(shuí)又是當(dāng)時(shí)地球的破冰者呢？

不是太陽(yáng)，也不是撞擊的天體，而是地球自己。不要忘了，這是一顆有著活躍內(nèi)動(dòng)力的熱行星。而這份終將表現(xiàn)出來(lái)的力量，叫做火山作用。

火山的及時(shí)救援，讓地球從全面的凝結(jié)中，蘇醒了回來(lái)。

在今人眼里看來(lái)，那種被稱為極端火山作用（Extreme volcanism）的事件，無(wú)疑是生物圈的滅絕級(jí)大殺器。在顯生宙歷史上，只要把這個(gè)障礙搬出來(lái)，生物圈幾乎必然要用一次大滅絕來(lái)交卷。我們熟知的那場(chǎng)二疊紀(jì)末大滅絕（>90%海洋物種滅絕殆盡），就是5.4億年來(lái)最漂亮的杰作。然而在此時(shí)，這個(gè)讓生物圈聞風(fēng)喪膽的武器，卻成了把死局盤(pán)活，把地球從雪球中拯救出來(lái)的功臣。當(dāng)然，就像對(duì)付生物圈那樣，對(duì)付冰雪的套路其實(shí)也沒(méi)什么新鮮的：兩者，都不是靠巖漿的溫度來(lái)直接烘烤什么，而是靠輸出氣體來(lái)間接改變大氣圈的成分。

當(dāng)時(shí)那些被封進(jìn)巖石圈，從而退出大氣循環(huán)的溫室氣體們大概不會(huì)忘記，地球本身——其實(shí)是一個(gè)更加龐大的循環(huán)系統(tǒng)。鎖進(jìn)巖石圈？不要緊。巖石還要在板塊構(gòu)造的循環(huán)中被帶回地幔里頭呢。當(dāng)巖石的枷鎖融化為流動(dòng)的巖漿，氣體，也就重獲了自由。隨后，只用等火山作用適時(shí)打開(kāi)重歸地表的通道，這些溶于巖漿的揮發(fā)分（Volatile），便會(huì)隨著洶涌的熱流一道，回到久違的大氣層了。地表二氧化碳不是被消耗了嗎？從地球內(nèi)部再放出來(lái)一些就是了。

雪球時(shí)期，由于大量冰蓋的影響，全球的巖石風(fēng)化率進(jìn)入了一個(gè)歷史低位，地表溫室氣體的消耗因素幾乎“觸底”。此時(shí)，火山作用的凈輸入便顯得尤為突出了?；鹕匠掷m(xù)溢氣，大氣中的溫室氣體越聚越多，當(dāng)它們的比例重新豐富到足以封存陽(yáng)光，使平均溫度能夠重回冰點(diǎn)之上時(shí)，“白地球”便開(kāi)始融化了。久違的藍(lán)海出現(xiàn)，生命的家園復(fù)蘇。然而始料未及的是，在經(jīng)歷“冬眠”后，生物圈的反應(yīng)似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎了元古代長(zhǎng)期以來(lái)所表現(xiàn)出的樣子。一個(gè)從雪球中醒來(lái)的生物圈，將要給地球帶來(lái)多大的變革呢？

埃迪卡拉——寒武。哪怕今日，也很難有人能徹底說(shuō)清楚這段時(shí)間的地球，究竟孕育著怎樣的瘋狂。在經(jīng)歷雪球事件之后，生物圈幾乎獲得了一場(chǎng)迸發(fā)式的發(fā)展。長(zhǎng)久以來(lái)被單細(xì)胞生物所統(tǒng)治的時(shí)空，隨著雪球事件的結(jié)束而一并瓦解。多細(xì)胞的復(fù)雜生命，輻射性地?cái)U(kuò)展到了地球的每一個(gè)角落。從埃迪卡拉動(dòng)物群的誕生到寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，復(fù)雜生物的全方位鋪張，直接完成了地球歷史宙（Eon）一級(jí)的更替。隱生時(shí)代結(jié)束了，地球進(jìn)入了它的第四宙級(jí)——顯生宙（The Phanerozoic）。生命從此成為地球的“顯學(xué)”。這5.4億年，是我們自己的故事，生命見(jiàn)證了一個(gè)個(gè)優(yōu)勢(shì)類群的崛起，也見(jiàn)證了慘不忍睹的絕滅。高山依然在隆升和剝蝕，海洋也依然在擴(kuò)張和閉合，但是，唯有那神秘的雪球，卻再也沒(méi)有重回世間。

未來(lái)，地球還會(huì)出現(xiàn)雪球事件嗎？老實(shí)說(shuō)，不知道。盡管我們無(wú)法預(yù)測(cè)那么長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái)，但不妨讓我們對(duì)文明自身的抵御機(jī)制報(bào)一份謹(jǐn)慎的樂(lè)觀。畢竟這是人類的時(shí)代。就算雪球歸來(lái)，這顆星球也早已不再是單細(xì)胞的世界，而是文明與智慧的家園。自然的變數(shù)、未來(lái)的文明，在兩者之間，命運(yùn)的天平到底將傾向何處？在把籌碼押給人類之前，至少我不希望看到，當(dāng)生態(tài)災(zāi)難的魅影開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)，有人指著它說(shuō)，瞧，這是我們自己，一手釀成的災(zāi)難。

雖然對(duì)于地球本身來(lái)說(shuō)，人類也好、雪球也罷，終歸也都不是什么大問(wèn)題。（編輯：Ent）

注：本文所謂的雪球事件特指發(fā)生在新元古代、資料詳實(shí)程度最完善的一次?？茖W(xué)界有聲音認(rèn)為在前寒武紀(jì)歷史上曾發(fā)生過(guò)數(shù)次雪球事件，比如太古代時(shí)期的休倫大冰河。由于這些事件涉及到太陽(yáng)系早期更復(fù)雜的模型，比如弱日悖論（The Faint-Young-Sun Theory），與后期穩(wěn)定環(huán)境下的災(zāi)變差異較大，故不在此文敘述范圍內(nèi)。