Ziemia śnieżka: Różnice pomiędzy wersjami

Hipoteza Ziemi-śnieżki wywołała ogromne kontrowersje{{fakt|data=2010-03}}. Niewyobrażalne wydawało się zamarznięcie całej planety. Na dodatek wiadomo, że przed epoką lodu i po niej istniało [[życie]]. Co więcej, niedługo po stopieniu lodu, na Ziemi miała miejsce tzw. [[eksplozja kambryjska]]. Planetę zasiedliła niezliczona ilość nowych wielokomórkowych organizmów, które pozostawiły ogromną ilość [[skamieniałości]]. Wszystkie te argumenty przemawiały przeciw hipotezie Ziemi-śnieżki.

 

Naukowcy powszechnie zgadzają się, że ważnym czynnikiem określającym [[temperatura|temperaturę]] na Ziemi jest ilość [[dwutlenek węgla|dwutlenku węgla]] (CO₂) w [[atmosfera|atmosferze]]{{fakt|data=2010-03}}. Wzrost poziomu CO₂ powoduje wzrost średnich temperatur na całej planecie. Zjawisko to nosi nazwę [[efekt cieplarniany|efektu cieplarnianego]] (który może, ale nie musi być zależny od wpływu człowieka). Jednak co się stanie, kiedy cieplarnianych gazów zacznie ubywać? W takiej sytuacji cała planeta może się znacznie oziębić{{fakt|data=2010-03}}. Być może [[erozja]] [[krzem]]ianów może doprowadzić do szybszego niż zwykle wiązania dwutlenku węgla w [[gleba|glebie]]{{fakt|data=2010-03}}. Dodatkowo 750 mln lat temu na Ziemi istniały już zdolne do [[fotosynteza|fotosyntezy]] [[bakterie]]. One również są w stanie wiązać CO₂, produkując [[Związek organiczny|związki organiczne]]. Nagły wzrost aktywności takich organizmów oraz pochłaniania gazów cieplarnianych przez glebę mógł spowodować tak silny spadek sprawności efektu cieplarnianego, że średnie temperatury na całej planecie znacznie się obniżyły. Powstający lód spowodował jeszcze większe obniżenie temperatury (albedo Ziemi wynosiło prawie 1) i w końcu cała Ziemia zamarzła. Podczas gdy w czasie ostatnich epok lodowych temp. obniżała się o ok. 3 – 12&nbsp;°C, to po zamarznięciu całej planety jej średnia temperatura mogła wynosić nawet –50&nbsp;°C<ref>[http://www.snowballearth.org/what.html What is Snowball Earth?]</ref>.

 

{{Do weryfikacji}}

Zależności matematyczne opisujące proces zamarzania Ziemi dają bezwzględny obraz zakutej w lód planety. Jeżeli cała powierzchnia Ziemi zostałaby pokryta lodem, to temperatury stałyby się niższe od największych mrozów znanych człowiekowi. Jak w takiej sytuacji Ziemia mogłaby się z powrotem zamienić w ciepły i tętniący życiem świat?

Jednak dokładniejsze analizy wykazały, że zamrożenie całej planety ma pewne dodatkowe skutki. Wytwarzany dziś dwutlenek węgla rozpuszcza się w ogromnych ilościach w oceanach, gdzie pochłaniają go [[glony]]. Jednak pokrycie oceanów lodem zablokowało kontakt atmosfery z [[hydrosfera|hydrosferą]]. Każda ilość CO₂ wyrzucona do atmosfery musiała tam pozostać. Na lądach lód zalegał w jeszcze większych ilościach niż w wodzie i prawdopodobnie całkowicie zasłonił cały grunt. Reakcja skał z dwutlenkiem węgla stała się całkowicie niemożliwa. Przez wiele tysięcy lat cały dwutlenek węgla wyrzucany co jakiś czas przez [[wulkan]]y pozostawał w atmosferze. Efekt cieplarniany stał się tak silny, że okowy lodu puściły. Jeżeli niewielki fragment oceanu uwolnił się od białej pokrywy, to zaczął przyjmować coraz więcej słonecznego ciepła. Pojawiło się dodatnie sprzężenie zwrotne, które w bardzo krótkim (w skali geologicznej) czasie – rzędu jednego tysiąca lat – mogło uwolnić całą planetę od lodu. Ziemia-śnieżka zamieniła się w glob podobny do dzisiaj nam znanego. Rozumowanie to nie wyjaśnia długości trwania epoki lodowej oraz występowania okresów ocieplenia - interglacjałów.

 

[[Plik:Blacksmoker_in_Atlantic_Ocean.jpg|thumb|Komin geotermalny]]

Jeżeli lód pokrył całą planetę, a na powierzchni zapanowały niespotykane mrozy, uniemożliwiłoby to trwanie życia. Niemniej, według hipotezy Ziemi-śnieżki niecała [[biosfera]] uległa zamrożeniu. Bez przeszkód mogły funkcjonować [[ekosystem]]y [[kominy hydrotermalne|kominów geotermalnych]] na dnie oceanów. Badania podmorskich grzbietów ujawniły istnienie tam potężnych źródeł gorącej i bardzo zanieczyszczonej wody. Jej źródłem są procesy wulkaniczne. Woda jest gorąca i zawiera wiele związków [[siarka|siarki]] oraz [[żelazo|żelaza]]. W okolicach kominów geotermalnych rozwijają się bogate ekosystemy, które są oazami tętniącymi życiem. Związki siarki, żelaza i inne substancje mineralne są wykorzystywane przez liczne organizmy [[Prokarionty|prokariotyczne]] – [[bakterie]] i [[Archeony|archeowce]] – zdolne do czerpania [[Energia (fizyka)|energii]] potrzebnej do procesów [[metabolizm|metabolicznych]] podczas ich przetwarzania. Prokarionty są zjadane przez inne organizmy i tak powstaje cały łańcuch pokarmowy, na którego szczycie obecnie znajdują zwierzęta, takie jak [[krewetki]] czy [[ryby]]. Szczególną cechą tych ekosystemów jest duża niezależność od światła [[Słońce|Słońca]]. [[producent (biologia)|Producentami]] są w nich organizmy [[chemosynteza|chemosyntetyzujące]] żyjące wolno lub [[endosymbioza|endosymbiotycznie]]. Tylko wyższe poziomy troficzne potrzebują tlenu do oddychania, a w czasach przed wyewoluowaniem [[skorupiaki|skorupiaków]] czy [[kręgowce|kręgowców]] na szczycie piramid troficznych mogły znajdować się [[anaerob|organizmy beztlenowe]]. Pokrycie oceanów lodem dla organizmów żyjących wokół kominów hydrotermalnych byłoby niezauważalne, więc jest to miejsce, w którym na Ziemi-śnieżce mogłoby się rozwijać życie. Problem w tym, że kominy hydrotermalne związane są z [[grzbiet śródoceaniczny|grzbietami śródoceanicznymi]], a nie wiadomo, czy te struktury istniały wtedy na Ziemi.