晚远古代地球植被与雪球相位之间的相互作用
地球与行星天体物理
2026-05-06 v1 地球物理
摘要
在2400万年前至635万年前的某个时期，地球经历了多次全球冰期，其中包括雪球地球事件。推测这场最后的雪球事件的原因包括温室气体浓度下降和大陆高反照率，这两者都与 Rodinia 大陆在赤道纬度的位置相关有关。当大陆块在赤道地区时，硅酸盐风化作用增强，导致大气CO2浓度下降，而裸露的大陆块（当时没有植被）则反射太阳辐射。此后，未记录任何其他雪球事件。本文通过数值模拟，探讨了不同太阳能输入、大陆配置（当前和Rodinia样）、CO2浓度和大陆反照率条件下，带有陆地植被的岩石行星的气候动力学。我们发现，在600-700万年前典型的太阳能输入（约为当前值的95%）下，CO2浓度可达至少1000 ppm时，位于Rodinia估计位置的裸露大陆（反照率为0.35的花岗岩）即可触发雪球状态。当裸露大陆位于现代位置时，仅当CO2浓度低于400 ppm时才可能触发雪球。当前太阳能输入值下，雪球状态仅在CO2浓度为100 ppm或更低时才会出现。因此，我们发现：较低的太阳能输入是触发雪球过渡的关键因素；陆地植被的存在至关重要，可降低进入雪球状态的概率；在裸露Rodinia样条件下及低太阳能输入下，低CO2浓度并非雪球触发所必需；当前太阳光度即使在赤道大陆上，也无法形成雪球，除非大陆反照率为花岗岩且CO2浓度为100 ppm或更低。[已节选]
引用
@article{arxiv.2603.25321,
title = {Interaction between vegetation and Snowball phases in the late Proterozoic Earth},
author = {Erica Bisesi and Giuseppe Murante and Antonello Provenzale and Jost von Hardenberg and Michele Maris and Laura Silva},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25321},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in the International Journal of Astrobiology 13 pages, 3 figures, 1 table