Snøballjorden

Getty Images / Mark Garlick / Science Photo Library

Noen veldig merkelige hendelser har satt sine spor i bergartene fra prekambrisk tid, ni tideler av jordens historie før fossiler ble vanlige. Ulike observasjoner peker på tider da hele planeten ser ut til å ha grepet av kolossale istider. Stortenkeren Joseph Kirschvink samlet bevisene først på slutten av 1980-tallet, og i en avis fra 1992 han kalte situasjonen 'snøballjorden'.

Bevis for snøballjorden

Hva så Kirschvink?

1. Mange forekomster av nyproterozoisk alder (mellom 1000 og rundt 550 millioner år gamle) viser de karakteristiske tegnene på istid, siden de involverte karbonatbergarter, som bare er laget i tropene.
2. Magnetiske bevis fra disse istidskarbonatene viste at de faktisk var veldig nær ekvator. Og det er ingenting som tyder på at Jorden ble vippet på sin akse annerledes enn i dag.
3. Og de uvanlige steinene kjent som båndet jerndannelse dukket opp på dette tidspunktet, etter et fravær på mer enn en milliard år. De har aldri dukket opp igjen.

Disse fakta førte Kirschvink til en vill antagelse at isbreer ikke bare hadde spredt seg over polene, slik de gjør i dag, men hadde nådd helt til ekvator, og gjort jorden om til en 'global snøball.' Det ville sette opp tilbakemeldingssykluser som forsterker istiden i ganske lang tid:

1. For det første ville hvit is, på land og på havet, reflektere solens lys ut i verdensrommet og etterlate området kaldt.
2. For det andre ville de isbrede kontinentene dukke opp når isen tok vann fra havet, og de nylig eksponerte kontinentalsokkelene ville reflektere sollys i stedet for å absorbere det slik mørkt sjøvann gjør.
3. For det tredje ville de enorme mengdene stein som er malt til støv av isbreene ta karbondioksid fra atmosfæren, redusere drivhuseffekten og forsterke den globale nedkjølingen.

Disse hang sammen med en annen begivenhet: Superkontinentet Rodinia hadde nettopp brutt fra hverandre i mange mindre kontinenter. Små kontinenter er våtere enn store, og er derfor mer sannsynlig å støtte isbreer. Arealet av kontinentalsokkelen må også ha økt, og dermed ble alle tre faktorene forsterket.

De båndede jernformasjonene antydet for Kirschvink at havet, dekket av is, hadde stått stille og gått tom for oksygen. Dette ville tillate oppløst jern å bygge seg opp i stedet for å sirkulere gjennom levende ting som det gjør nå. Så snart havstrømmene og kontinental forvitring kom i gang igjen, ville de båndede jernformasjonene raskt bli lagt ned.

Nøkkelen til å bryte isbreenes grep var vulkaner, som kontinuerlig slipper ut karbondioksid avledet fra gamle subdukterte sedimenter (mer om vulkanisme). I Kirschvinks visjon ville isen skjerme luften fra de forvitrende steinene og tillate CO_toå bygge opp, restaurere drivhuset. På et eller annet vippepunkt ville isen smelte, en geokjemisk kaskade ville avsette de båndede jernformasjonene, og snøballjorden ville returnere til normal jord.

Argumentene begynner

Snøballjordideen lå i dvale til slutten av 1990-tallet. Senere forskere bemerket at tykke lag av karbonatbergarter dekket de neoproterozoiske isavsetningene. Disse 'hettekarbonatene' var fornuftige som et produkt av den høye CO_toatmosfæren som ledet isbreene, kombinert med kalsium fra det nylig eksponerte land og hav. Og nyere arbeid har etablert tre neoproterozoiske mega-istider: Sturtian, Marinoan og Gaskiers isbreer for henholdsvis 710, 635 og 580 millioner år siden.

Spørsmålene oppstår om hvorfor disse skjedde, når og hvor de skjedde, hva som utløste dem, og hundre andre detaljer. Et bredt spekter av eksperter fant grunner til å argumentere mot eller krangle med snøballjorden, som er en naturlig og normal del av vitenskapen.

Biologer så på at Kirschvinks scenario så for ekstremt ut. Han hadde antydet i 1992 at metazo-primitive høyere dyr oppsto gjennom evolusjon etter at de globale isbreene hadde smeltet og åpnet nye habitater. Men metazoaniske fossiler ble funnet i mye eldre bergarter, så åpenbart hadde ikke snøballjorden drept dem. Det har oppstått en mindre ekstrem 'slushball earth'-hypotese som beskytter biosfæren ved å gi tynnere is og mildere forhold. Snøballpartisaner hevder at modellen deres ikke kan strekkes så langt.

Til en viss grad ser dette ut til å være et tilfelle av at forskjellige spesialister tar sine vante bekymringer mer alvorlig enn en generalist ville gjort. Den fjernere observatøren kan lett forestille seg en islåst planet som har nok varme tilfluktssteder til å bevare liv samtidig som isbreene gir overtaket. Men gjæringen av forskning og diskusjon vil sikkert gi et sannere og mer sofistikert bilde av den sene neoproterozoikum. Og enten det var en snøball, slushball eller noe uten et fengende navn, er den typen hendelse som grep planeten vår på den tiden imponerende å tenke på.

PS: Joseph Kirschvink introduserte snøballjorden i en veldig kort artikkel i en veldig stor bok, så spekulativ at redaktørene ikke en gang hadde noen til å anmelde den. Men å publisere den var en stor tjeneste. Et tidligere eksempel er Harry Hess banebrytende papir på havbunnsspredning , skrevet i 1959 og sirkulert privat før den fant et urolig hjem i en annen stor bok utgitt i 1962. Hess kalte det 'et essay i geopoesi', og helt siden har ordet hatt en spesiell betydning. Jeg nøler ikke med å kalle Kirschvink en geopoet også. Les for eksempel om hans forslag til polarvandring.