随着人类用温室气体不断地加热地球，我们正在重现一种人类物种从未见过的远古气候。这引起了人们对地球气候历史的更多关注，尤其是像上新世这样的温暖时期，许多科学家认为上新世是我们前进方向的一个模型。
然而，与此同时，研究人员也对地球历史上其他非常不同的时期进行了新的研究。这些将可以揭示我们生活的星球，甚至是我们自己的关键细节，尽管与我们今天所知的世界几乎没有相似之处。
其中一个时期是成冰纪，从大约7.2亿年前持续到6.35亿年前。那时地球经历了历史上最极端的冰期，包括被称为“雪球地球”的全球冰冻期。
然而，也正是在那个时候，复杂动物的最初迹象出现在了化石记录中，这些生物为延续至今的动物生命的黄金时代奠定了基础。在一项新的研究中，研究人员检测了低温岩石的化学成分，以进一步了解这个陌生的世界。包括为什么它不仅能够支持动物的生命，而且似乎还能将其推向新的高度。
让雪来得更猛烈些吧！
在成冰纪，地球的表面完全或几乎完全冻结，巨大的冰原一直延伸到热带地区（不过，对于冻结的程度仍有一些争议）。大部分的大陆块都统一归在超级大陆罗迪尼亚，但是由于全球冰川的作用，地球的整个表面可能已经变得非常坚固。地球表面的平均温度可能不会超过冰点，一些研究表明，温度可能还要低得多，会降到零下50摄氏度以下。
现在冰原覆盖了格陵兰和极地的部分地区，但在成冰纪，它们可能覆盖了地球表面的大片区域。
事实上，在成冰纪有两次大的冰期，被称为斯特尔特和马里诺冰川期，其间有短暂的热间歇、冰的融化和火山的喷发。对我们的星球来说，这是一个疯狂的时代，在极端的冰和火之间摇摆不定，但也是一个极其重要的时刻。这是因为，尽管成冰纪对人类来说似乎是一个可怕的时代，但它显然帮助激发了复杂动物的黎明 —— 包括我们自己的祖先。
那么，到底动物们是如何在“雪球地球”上生存下来的呢？对动物来说，要在冰原上以及下面的海水中生存是非常困难的，因为全球覆盖的冰层会严重阻碍海洋吸收氧气的能力。长期以来，科学家们一直对这一明显的悖论感到困惑，但一项新的研究最终给出了答案。
动物生命的大爆发
地球上的生命早在成冰纪之前就开始了，但大多数是单细胞微生物。即使多细胞动物真的出现了，它们也相当的简单，通常是静止的生物，平静地过滤海水，或以微生物为食。这些早期的动物还没有出现像眼睛、腿、下巴或爪子这样的创新，在一个没有捕食者的世界里，它们其实并不真正需要这些。
寒武纪的爆发是地球历史上一个巨大的转折点，这要归功于进化的繁荣，产生了越来越大和复杂的动物。
然而，由于寒武纪大爆发，这种情况很快就会改变。这可能是在短短2000万年里发生的，对于如此巨大的进化变化来说，这是难以置信的“快”，它被称为动物进化的“大爆炸”，尽管一些研究表明，它可能更像是一系列较小的爆炸。不管怎样，寒武纪大爆发是地球生命进化的一个巨大飞跃，产生了我们今天所知道的主要动物群体，包括人类的祖先和所有其他脊椎动物。
然而，在这次爆发开始之前，化石记录表明，复杂动物的崛起已经在进行中。它可能不是后来出现的复杂的新生物，但显然在寒武纪大爆发之前就已经存在了复杂的生命，而且似乎在成冰纪就已经开始了，它们不得不忍受一个“雪球地球”。这些动物先驱者包括真核生物，这是一个广泛的术语，指具有先进细胞结构的有机体，也可能包括像海绵这样的原始动物。
要知道，富含氧气的水域对许多早期复杂的生物，尤其是动物来说是至关重要的。但是，由于冰雪覆盖的海洋中氧气有限，科学家们一直认为在那个时候没有这样的环境。尽管如此，我们知道这些早期的生物在“雪球地球”中幸存了下来，因为我们正是它们的后代。面对这种矛盾，一些科学家提出了真核生物闯过成冰纪的其他方式，比如生活在冰原上的融水池中，而不是生活在冰原下缺氧的海洋中。
然而，根据这项新研究，即使是冰冻的海洋，也不会像我们通常认为的那样不适合这些古代生物生存。
“冰川氧气泵”
科学家们观察了澳大利亚、纳米比亚和加利福尼亚的富含铁的岩石，这些岩石都可以追溯到斯特尔特冰川期。研究人员发现，这些岩石是在一系列冰川环境中沉积下来的，为当时的海洋环境提供了一幅完整的图像。
维纳布尔冰架的边缘伸入来自南极洲的两个半岛之间的海洋中。
研究表明，远离海岸的海水确实含有极低的氧含量和高水平的溶解铁，这将使那些环境不适合依赖氧气的生命（如动物）居住。然而，靠近被冰覆盖的海岸线，斯图尔特海的海水却出人意料地富含氧气。研究人员说，这是“雪球地球”时期富氧海洋环境的第一个直接证据，这可能解释了低温生物如何在“雪球地球”中生存下来，以及后来在寒武纪大爆发期间如何进化。
科学家们表示，有证据表明，虽然在深度冰冻期间，由于缺氧，大部分海洋都不适合生物居住，但在那些被搁浅的冰盖开始漂浮的地区，含氧融水的供应是至关重要的。这种趋势可以用我们所说的“冰川氧气泵”来解释：当冰川融化时，被困在冰川中的气泡被释放到水中，使其富含氧气。
冰川是由雪形成的，随着雪的积累，雪慢慢地被压缩成冰川冰。雪里有气泡，包括氧气，这些气泡被困在冰里。随着时间的推移，这些气泡在冰中向下移动，最终随着融水从冰川底部逸出。在某些地方，这可能提供了足够的氧气帮助早期海洋动物在“雪球地球”上生存。
冬季仙境
事实上，“雪球地球”可能不仅仅是这些生物要克服的困难。有迹象表明，成冰纪的特定条件可能为寒武纪大爆发铺平了道路。全球变冷发生在复杂动物进化之前，这一事实表明，“雪球地球”和动物进化之间存在联系，这些严酷的条件可以刺激它们多样化的发展，形成更复杂的形式。
通过研究地球历史的“雪球”阶段，科学家们希望更多地了解其他有冰冻海洋的世界，如系外行星开普勒-62f。
这也是最近另一项研究的结论，该研究将动物数量的增加与成冰纪全球藻类的大量繁殖联系起来。而藻类的大量繁殖是由斯特尔特冰川融化的冰引起的。在斯特尔特和马里诺冰期之间的炎热时期，大量的融水涌进了地球的海洋，同时还包含一些关键的成分，这都要归功于“雪球地球”。
地球冰冻了5000万年。巨大的冰川把整个山脉都压成了粉末，释放出营养物质，当全球变暖导致冰雪融化时，河流就会把营养物质洪流冲进海洋。
当热间歇期被另一个冰期所取代时，密集的营养物质和冷却的海水的结合，为世界各地的海藻的爆发创造了理想的条件。以前由细菌统治的海洋，现在被更大、更复杂的有机体所控制，它们的丰富性为更大、更精细的物种进化提供了燃料。它们是寒武纪大爆发的祖先，但如果没有“雪球地球”，它们（因此也包括我们）可能永远都不会有进化的机会。
这些位于食物网底部的大型营养生物，提供了复杂生态系统进化所需的能量爆发。只有在这些复杂的环境中，包括人类在内的越来越大、越来越复杂的动物才能在地球上茁壮成长。
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