随着太空上飞行的卫星或者空间站越来越多，传回来的地球照片也多了，我们经常形容自己是蓝色星球，这是因为地球70%的面积都是被海洋覆盖。随着地球变暖，南北极冰川融化速度加快，海平面会继续上升，侵蚀现有陆地，以后海洋面积会更大，地球气候也会越来越复杂。今年非常热，明年又巨冷，前年特别干燥，后年又暴雨成灾，我们都说地球都快不适合人类居住了，但其实这只是地球的一个小小的正常变动，在自然这强大规律和力量面前，人类其实什么都不是。
当我们把目光从地球投向太空，在太阳系里科学家最关注的星球其实是土卫二，这是颗完全被冰包围的“冰球”，不少人认为这里也许存在生命或者即将存在生命，因为我们的地球在最初的生命诞生过程里也有过一段类似的时间，长达几亿年的时间里，地球被厚厚的冰完全覆盖，从宇宙中看上去不再是蓝色星球，而是一些洁白无暇的雪球-Snowball Earth。
1992年，加州理工学院地质教授Joseph Kirschvink首次使用了“雪球地球Snowball Earth”这个名词，随后被各大地质学家支持和完善。雪球地球是一种目前还不能完全确定的假说，用来描述地球历史上最大最严重的一次冰河时期，地球气候极度复杂的变化，全球气温平均是零下40-50度，以至于地球寒冷到地表只有冰。
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雪球地球大概发生在地球的新元古代（大概10亿-6亿年前），属于前寒武纪的元古宙。地球的历史非常古老和漫长，之前说过人类的几百万年的历史对于地球来说只是眨眼的时间，我们经常觉得现在的地球在人类的改造下是多么特别，但是其实对于地球和生命历史来说，根本算不了什么。冥古宙、太古宙、元古宙（合称，隐生宙，大概占据了地球46亿岁里的40亿年），元古宙里的新元古代中的埃迪卡拉纪则是地球生命的特殊时期。
雪球地球时期地面完全被白雪和冰覆盖，没有海洋没有陆地。这个时期最开始，地球只有一块叫做超大陆（罗迪尼亚大陆）的陆地在赤道附近的，其余地区都是海洋。当地球处于活跃状态的时候，火山不断喷发，更多岩石和岛屿出现在海面，陆地面积不断扩大。火山喷出的二氧化碳包裹住地球形成温室效应，冰川和现在一样集中在地球的南北两极，无法覆盖到位于赤道附近的陆地。随着地球活动稳定，火山喷发也开始减少，空气中的二氧化碳也开始减少，而吸收二氧化碳的重要功臣就是岩石风化。按照矿物组成分类，岩石主要分为硅酸盐岩和碳酸盐岩。硅酸盐岩在化学风化过程中吸收大气CO2，随后以CaCO3的形式封存CO2，形成地质时间尺度的碳汇效应(>100万年)，而碳酸盐岩风化也能吸收大气中的CO2，以HCO3-的形式形成较短时间尺度的碳汇(<10万年)。
这是一个动态平衡的过程，当岩石风化吸收的二氧化碳超过火山排放数量时候，大气中的二氧化碳浓度就开始迅速降低，一直到温室气体完全被消耗掉，气温开始下降，地球两极的冰川开始肆无忌惮的蔓延开来，随着冰川面积的增加，地球表面白色区域也越来越多，日光被白雪皑皑的地球反射回太空，进一步加剧气温下降，加快冰川的形成。降温冰川增多-反射阳光更多-进一步降温-白色冰川更多，就在这样的循环下，两极的冰川逐渐冻结了所有的海洋，最后在赤道附近的大陆上愈合，最后形成厚度超过3000米的巨大冰盖，将地球彻底包裹成一个冰雪圆球。此时的地球水蒸气的升腾作用大幅度减少，空气异常干燥，阳光毫无忌惮的照射到地球，随后被反射回去，紫外线的强度和寒冷的气温让地球表面不可能有任何生命。科学家把这几亿年时间的地球叫做“白地球”或者“雪球地球”
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上个月和朋友们谈到这个时期的地球时候，有人问我，按照这种循环地球应该永远是冰冻的才对，后来怎么融化了呢？这个就是自然的伟大规律和自我修复力量。
随着地球完全被厚达3000米的冰覆盖，岩石和空气被隔绝开了，岩石无法通过风化来吸收二氧化碳，而地球本身的活跃依然会导致火山爆发，缓慢的排放二氧化碳到大气里。根据科学家的计算，如果想让雪球地球的冰溶解，二氧化碳的浓度大概需要是目前地球浓度的350倍，占整个大气比例超过13%（现在是0.03%），这个增加的过程非常缓慢。大约3000万年的时间，地球大气里才积累了足够多的二氧化碳和甲烷，形成了强大的温室效应，冰川开始融化，赤道附近的大陆开始露出冰层，裸露的地面颜色比冰面更暗，所以吸收了更多的太阳热量，启动了一种正反馈，地球的温度进一步上升，冰川进一步减少，反射更少的阳光，裸露岩石更多，吸收更多热量，逐渐形成不结冰的河流……，地球开始复苏了！
在大陆上，融化的冰川暴露出大量的冰川沉积，这些沉积加速岩石的风化作用，侵蚀与风化的产物随着河流进入海洋，这些丰富的营养以及大气里充足的二氧化碳促成了海洋里的蓝藻爆发，蓝藻帮助大气重新氧化，氧气含量的升高是随后地球生命史最重要的埃迪卡拉生物群以及寒武纪生命大爆发的推动力之一，这种多细胞生命的发育可能是演化压力增长的结果，而演化压力的增长则是地球冻了又融，融了又冻的反复巨变导致，可以说雪球地球大大推动了地球生命的演化。
自然规律和地球生态的复杂程度远远超过我们人类的理解和想象，大气CO2浓度上升导致全球气候变暖，更高的气温导致岩石的化学风化增强，从大气中吸收CO2的量也会增加，从而抑制大气CO2的过快增长，导致全球降温，如此便形成一个负反馈机制。另一方面，当地球温度较低时，化学风化强度也处于较低水平，吸收大气CO2的通量十分有限，因而火山活动和岩石变质作用排放的CO2得以累积，促使地球向变暖方向发展，防止地球温度过低。
这动辄以亿年为单位的变化并非是我们人力所能控制，作为自然界里普通的一员，我们更应该做的是适应自然，顺应自然规律，而不是改变自然和破坏自然。保护环境，热爱生命是每一位人类都应该做的，不然我们将面对的只有灭绝。
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