一

1998年，哈佛大学的地理学家Paul Hoffman和Daniel Schrag重申了这样一个基本观点：在5．8亿到7．5亿年前之间，至少有一次地球在千万年中完全地被冰雪所包围。这个关于“雪球”的假设可以解释一些令人困惑的地质学数据。

“全球冰河化”的设想

这一假设来源于20世纪60年代俄国圣彼得堡中心地球物理观测实验室的Mikhail Budyko提出的“全球冰河化”的假设。Budyko研究了当地球气候缓慢变冷时，极地冰盖范围增大的时候会有什么状况发生。冰反射来自太阳的辐射热量，因此冰盖范围的扩大就会导致进一步的气候变冷。Budyko由此论定，这种无法遏制的冰盖扩张最终就导致了地球完全地陷人冰的覆盖当中。

Budyko的观点解释了一些令人困惑的证据，包括冰对岩石冲刷的标记(这些标记表明在5．8亿到7．5亿年前之间冰川至少两次到达了赤道，一直到新元古代期的结束)。然而，Budyko的论断本身存在着漏洞，比如说，是什么最终导致冰的融化呢?

“地球-雪球”论

1992年，关于冰融化的问题，加州理工学院的地质学家Joseph Kirschvink提出了自己的解释。Kirschvink认识到：如果冰覆盖了大洋，那么降雨和侵蚀的正常循环(它在去除大气中二氧化碳的过程中起重要作用)就会停止。这样，从火山中释放出来的二氧化碳就会在大气中积聚，最终会产生足够的温室效应，使温度上升，冰盖融化。

Kirschvink还指出，“雪球一地球”假设还可以解释另一个奇怪的地质沉积物——在靠近新元古代末期形成的富铁岩石。铁从海洋底部的地热出口进入大洋，当它同氧气接触的时候就会从海水中沉降出来。但是一旦海洋被冰封盖之后，水中的氧气含量就会下降，溶解在其中的铁也会随之积聚起来。而当冰融化之后，氧气的含量就会上升，这时导致大量的铁沉降到了海底。

六年后，Hoffman、Schrag与他们在哈佛的同事一起发表了文章，再一次使这一假设成为争论的焦点。他们研究了含碳化合物从海水中沉降出来所形成的岩石中碳同位素的比率。具备光合作用的海洋微生物吸收碳的时候具有选择性，相比于较重的碳-13，它们更喜爱轻一些的碳-12，这样光合作用就导致了海水中碳一12的下降。自然，沉降出来的沉积物中同位素碳一12的比率就相对低一些了。但是，当Hoffman和Schrag研究新元古代末期冰川结束时的沉淀成分时，惊奇地发现了高水平的碳-12含量。这样的碳同位素比率测定结果表明在那个地质年代的海水里，几乎没有光合作用的发生。他们对此解释说，如果冰盖着海洋而使阳光难以穿透，那么结果就应该是这样的。

不过，也有科学家认为，如果大洋结冰，应伴随出现海平面下降，但没有此方面的地质学证据。Hoffman对此予以了反驳，他认为“海平面下降”这一推断是根本站不住脚的。

二

备受质疑

几乎所有的研究人员都相信冰到达过赤道地区——但只限于地面。这个证据来自曾经让地质学家感到困惑的沉积物。一些岩石中的磁性颗粒序列可以被用来推断它们形成时所在的纬度，因为地球的磁场在岩石形成的时候，会将这些小颗粒排列成行——在不同的纬度小颗粒排列的角度不同。我们发现，一些新元古代的岩石，拥有赤道地区磁场的标识，带有明显的被运动冰块划过的痕迹。

但是，宾州州立大学的地球化学家Michael Arthur，一位“雪球一地球”理论的支持者，提出现在仍旧没有足够的证据来说明赤道地区的大洋曾经被冰层覆盖。“目前，人们对冰川形成的自然原因还不是特别的清楚，”他说，“是覆盖全球的一个大冰盖，还是只是从山川高原上来的冰川呢?”

另外很多人都同意他的疑虑。比如，地质学家Daniel Condon研究分析了在Hoffman和Schrag断定的全面结冰的那段时间中海底形成的岩石。这些岩石中包含了冰川所带来的多石残留层。如果这些残留到达海底，那么冰就会融化。Condon说，这些层面之间非常紧密，说明大洋当时在每一年都至少有一段时间是解冻的。

致命一击

最近连Hoffman和Schrag所认为最有力度的证据——沉积物中碳同位素比率异常的证据也受到了挑战。2001年5月，加州大学Riverside分校的古气候学家Martin Kennedy提出，Hoffman所提出的沉积物中独特的碳同位素比率是由于突然的甲烷释放所造成的。

Kennedy和纽约州Lamont Doherty地球观测实验室的两位研究人员注意到，在新元古代期间，在大陆冰盖底下有大量的生物存在。当这些生物腐烂之后，甲烷被释放出来，然后就残留在冰的里面。当冰开始融化，靠近海洋的冰盖就会被上升的海平面所淹没，这样甲烷就会慢慢地释放出来。然而，就像产生甲烷的生物体一样，这些甲烷拥有大量的碳-12，这也就导致了此年代沉积物中偏斜的碳同位素比率。

2001年12月，Kennedy与同事们对“雪球一地球”假设的另一个核心证据提出了质疑。他们通过对采自纳米比亚、形成于陆地冰融化之前的碳酸盐岩石样本的分析，然而并没有发现Hoffman和Schrag在他们的地质证据中所发现的特殊碳同位素比率的证据。

三 不为所动

Hoffman和Schrag并没有被这些批评所压倒，举例而言，Hoffman针对Ken．nedy的甲烷假设进行了反驳。Kennedy曾经指出，碳酸盐沉积物中的一些不同寻常的特性，比如说管状的孔穴，就是甲烷气体形成后从岩石中释放出来的证据。但Hoffman反对说，这样的特性是相同海域其他碳酸盐沉积物所不具备的，没有普遍性。同时，是否有充足的生物体来产生甲烷本身就是一个值得探讨的问题。对于模型研究者，他指出，在过去的10000年中最为寒冷的期间，大洋曾经达到过冰点。对于几乎每一篇关于“雪球一地球”论的文章，Hoffman都通过发表自己的文章给予回应。Hoffman坚持认为激进的观点总是要面对怀疑论者的阻碍和攻击。如不管是行星板块理论，还是生物选择进化论，都面临过同样的挑战和交锋。因此，他将会继续捍卫自己的观点。

高下难分

虽然争论基本上是处于两个极端，但是绝大多数的地质学家和气候研究者都相信，互相对立的观点中很多成分都可能是正确的。但是，几乎没有古气候学家支持“雪球一地球”的看法。而“泥球地球”，即认为冰盖在海上仅扩展到了中纬度地区的观点，似乎得到了更为广泛的支持。

尾声

到底地球有没有被冰川所覆盖?这一问题也许会一直争论下去，但真相终究会大白于天下的!