在距今大約7.2億到6.35億年前，地球曾進入“低溫時期”。那時我們經歷了歷史上最極端的冰河時期，幾乎整個地球都處於“冰凍狀態”，因此當時的地球也被稱為“雪球地球”。
然而令人震驚的是，也正是在這個時候，複雜動物的最初跡象出現在化石記錄中，這些生物為延續至今的動物黃金時代到來奠定了基礎。那麼，在“雪球地球”如此嚴酷的環境中，為何生命不僅繼續繁衍下來，而且似乎還有日益繁榮的傾向？
圖2：現在的冰原只覆蓋了格陵蘭和南極洲部分地區，但在低溫時期，它們覆蓋了地球表面的大片區域
地球表面在低溫時期幾乎完全凍結，巨大的冰原延伸到熱帶地區，地表平均溫度可能在零攝氏度左右，有時可能會降到零下50攝氏度。與此同時，火山活動也十分頻繁，短暫的熱量噴發會將這些冰凍表面隔開。
那時的地球可以說處於瘋狂時期，在冰和火的極端之間反覆拉鋸。但這也是非常重要的時期，因為低溫時期顯然幫助點燃了複雜動物誕生的曙光，包括人類的祖先。
圖3：寒武紀的生命大爆發是地球歷史上的巨大轉折點，這要歸功於進化的繁榮，產生了越來越大、結構複雜的動物
事實上，地球上的生命在低溫時期到來之前就誕生了，但當時主要是單細胞微生物。即使多細胞動物也出現了，但它們依然是簡單的、通常處於靜止狀態的生物，平靜地過濾海水或在“微生物墊”上進食。這些早期動物還沒有眼睛、腿、下巴或爪子這樣的器官，在缺少捕食者的世界裡，它們並不真的需要這些東西。
然而，這種情況很快發生了改變，這要歸因於寒武紀的生命大爆發，生命多樣化導致了“動物時代”的到來。這個爆發過程只持續了短短2000萬年，但這是地球生命進化的巨大飛躍，誕生了我們今天所知的主要動物群體，包括人類和所有其他脊椎動物的祖先。
不過，化石記錄表明，複雜動物在寒武紀生命大爆發之前就已經存在，甚至早於地球的低溫時期誕生，以至於它們不得不對抗“雪球地球”的惡劣環境。這些先驅包括真核生物，即具有先進細胞結構的生物，可能還包括海綿等原始動物。
富含氧氣的水域對於許多早期複雜生物來說至關重要，特別是動物，但由於冰層覆蓋的海洋中氧氣含量有限，科學家們長期以來始終認為這種環境當時並不存在。但這些早期生物的確倖存了下來，因為我們就是它們的後代。
為了找出答案，有些科學家提出了真核生物可能通過低溫時期的其他方式，例如生活在冰原頂部的融水池中，而不是生活在下面的海洋中。然而，最新研究顯示，即使是冰凍的海洋可能也不像我們通常認為的那樣，不適合這些古老有機體生存。
圖4：Venable冰架的邊緣伸入來自南極洲兩個半島之間的海洋中
研究顯示，離海岸較遠的海水確實具有極低的氧水平和高水平的溶解鐵，這將使那些環境不適合依賴氧氣的生命生存。然而，在靠近被冰覆蓋的海岸線，海水出人意料地富含氧氣。這是“雪球地球”期間富氧海洋環境存在的第一個直接證據，也幫助解釋了生物如何在“雪球地球”中倖存下來，並在寒武紀爆發期間快速進化。
研究人員解釋稱：“證據表明，儘管低溫時期的大部分海洋由於缺氧而不適合生命生存，但在地面冰蓋開始漂浮的地區，存在著關鍵的含氧融水環境。這是因為，困在冰川冰中的氣泡在冰川融化時釋放到水中，使水中富含氧氣。”
冰川是由降雪形成的，雪在積聚的過程中慢慢壓縮成冰川冰。雪中保存著氣泡，裡面包括氧氣，這些氣泡會被困在冰中。隨著時間的推移，這些氣泡通過冰層向下移動，最終隨著融化的水從冰川底部逃逸出來。在某些地方，這可能提供了足夠的氧氣來幫助早期海洋動物生存下來。
圖5：通過研究地球歷史的“雪球”狀態，科學家們希望更多地瞭解其他似乎有冰凍海洋存在的世界，如系外行星開普勒-62f
事實上，“雪球地球”可能不僅僅是那些生物要克服的困難。有跡象表明，低溫時期的特定條件反而有助於為寒武紀生命大爆發。研究人員稱：“全球冰凍發生在複雜動物進化之前表明，雪球地球和動物進化之間存在聯繫。這些苛刻的條件可能會刺激生命向更復雜的形態、多樣化方向邁進。”
研究人員解釋稱：“地球被凍結了5000萬年。巨大的冰川將整個山脈都夷為平地，從而釋放出營養物質。當雪在極端全球變暖事件中融化時，河流將大量的營養物質衝進海洋，為生命爆發創造了條件。以前由細菌統治的海洋現在被更大、更復雜的有機體主導，它們的大量出現為更大、更復雜的物種進化提供了支持。”
由此可見，如果沒有“雪球地球”，生命可能永遠沒有進化的機會。只有在這些複雜的環境中，包括人類在內的、日益龐大和複雜的動物才能在地球上茁壯成長。
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