对阿斯凯格港地层的研究揭示了地球冰封时代的重要地质记录

伦敦大学洛杉矶分校研究人员的一项研究发现，爱尔兰和苏格兰的阿斯凯格港地层可能是"雪球地球"现象最完整的地质记录，标志着整个地球被冰雪覆盖的时期。这一地层的独特之处在于它明显地从热带环境过渡而来，它为了解地球解冻后可能刺激复杂的多细胞生命发展的条件提供了重要的启示。艺术家印象中的"雪球地球"。资料来源：美国国家航空航天局

这项发表在《伦敦地质学会期刊》上的研究揭示，阿斯凯格港地层由厚达 1.1 千米的岩层组成，很可能是在距今 6.62 亿年至 7.2 亿年前的斯图尔蒂冰川时期形成的。

艾莱西瑙伊姆赫岛（Eileach an Naoimh）上被称为"气泡"的露头。它展示了一块巨大的白色岩石碎片，直径达数十米，原本是下层岩层的一部分。碳酸盐岩的分层在巨大的压力下被挤压得很紧，并被厚厚的冰原搬运到最后，成为冰碛中众多不同岩石碎片中的一块。资料来源：格雷厄姆-希尔兹

在苏格兰名为加维拉奇（Garvellachs）的岛屿上发现的一块裸露的地层是独一无二的，因为它显示了从以前温暖的热带环境过渡到"雪球地球"的过程。其他在类似时期形成的岩石，如北美和纳米比亚的岩石，则缺少这种过渡。

"这些岩石记录了地球被冰雪覆盖的时代。所有复杂的多细胞生命，如动物，都是在这种深度冰冻中产生的，化石记录中的第一个证据出现在地球解冻后不久，"资深作者、伦敦大学洛杉矶分校地球科学系的格雷厄姆-希尔兹教授说。

第一作者埃利亚斯-鲁根（Elias Rugen）是伦敦大学洛杉矶分校地球科学专业的一名博士生："我们的研究首次为这些苏格兰和爱尔兰岩石提供了确凿的年龄约束，证实了它们的全球意义。"

安东尼-斯宾塞（Anthony (Tony) Spencer），最新研究和 1971 年关于岩石的经典回忆录的合著者，2023 年站在 Garbh Eileach（加维尔拉赫群岛中最大的岛屿）上阿斯凯格港地层的冰碛物（冰川沉积物）上。图片来源：格雷厄姆-希尔德

"加维拉奇的岩石层是全球独一无二的。在斯图尔特冰川时期难以想象的寒冷所形成的岩石下面，有 70 米深的在热带水域形成的更古老的碳酸盐岩。这些岩层记录了一个蓝藻生物繁盛的热带海洋环境，这个环境逐渐变冷，标志着地球上温带气候十亿年左右的结束。世界上大部分地区都缺少这种显著的过渡，因为古代冰川刮走并侵蚀了下面的岩石，但在苏格兰，却能奇迹般地看到这种过渡。"

合著者安东尼-斯宾塞（Anthony (Tony) Spencer）站在加布艾莱赫地层上。这些岩石记录了从托尼期温暖的热带世界逐渐过渡到低温期雪球地球的过程。图片来源：埃利亚斯-鲁根

斯图尔特冰川大约持续了 6000 万年，是发生在低温冰川时期（距今 6.35 亿年至 7.2 亿年前）的两次大冰冻之一。在此之前的数十亿年里，生命仅由单细胞生物和藻类组成。

在这一时期之后，从地质学的角度来看，复杂生命迅速出现，今天的大多数动物与5亿多年前进化出的生命形式在基本方式上相似。一种理论认为，极度寒冷的敌意可能促使利他主义的出现，单细胞生物学会了相互合作，形成了多细胞生命。

站在冰川期前的加维拉奇地层的石灰岩床上，从加布-艾莱赫（Garbh Eileach）向北俯瞰邓恩尼尔（Dun Chonnuil）。由于地壳构造的倾斜，沉积层变得更年轻，而且越往右移，就越接近冰川期的开始。资料来源：埃利亚斯-鲁根

由于反照率效应--即冰越多，反射到太空的阳光就越多，反之亦然--冰在地球上的前进和后退被认为在数千年内发生得相对较快。

希尔兹教授解释说："冰层的退缩将是灾难性的。生命已经习惯了数千万年的深度冰冻。一旦世界变暖，所有的生命都必须进行适应性的军备竞赛。幸存下来的就是所有动物的祖先。"

在这项新研究中，研究小组从 1.1 千米厚的阿斯凯格港地层以及更古老、70 米厚的加布埃利阿赫地层中采集了砂岩样本。

Garbh Eileach 的景色，这是 Garvellach 岛链中最大的岛屿，这里记录了地球向雪球地球的渐变过程。资料来源：Graham Shields

他们分析了岩石中被称为锆石的极其耐用的微小矿物。这些矿物含有放射性元素铀，铀会以稳定的速度转化（衰变）为铅，因此可以精确地测定其年代。锆石和其他地球化学证据表明，这些岩石沉积于距今 6.62 亿年到 7.2 亿年之间。

研究人员说，岩石的新年龄限制可能为宣布该遗址为低温纪开始的标志提供了所需的证据。这种标记被称为全球边界地层剖面和点（GSSP），有时也被称为金钉，因为在岩石中插入一根金钉来标记边界。全球边界地层剖面和点吸引了来自世界各地的游客，有些地方还建立了博物馆。

国际地层学委员会（国际地质科学联合会的一部分）的一个小组于七月份访问了加维拉奇群岛，以评估在该群岛上建造黄金尖峰的情况。目前，只有租船或乘帆船或皮划艇才能到达这些岛屿。

参与这项研究的研究人员来自伦敦大学洛杉矶分校、意大利米兰比可卡大学和伦敦伯克贝克大学。这项工作由自然环境研究理事会（NERC）资助。

编译自/ScitechDaily