در تاریخ زمین، دوره‌هایی وجود داشته‌اند که چالش‌های بزرگی برای بقای حیات و پایداری اقلیم ایجاد کرده‌اند. یکی از این دوره‌ها، یخبندان مارینوان در دوران نئوپروتروزوئیک است که به‌عنوان دومین یخبندان سراسری زمین شناخته می‌شود. مطالعات اخیر نشان می‌دهد که این یخبندان حدود ۴ میلیون سال به طول انجامیده و تأثیرات عمیقی بر زمین و حیات آن داشته است.
شواهد یخبندان جهانی
داده‌های زمین‌شناسی از نامیبیا
در سال ۲۰۱۶، تیمی از پژوهشگران به رهبری آنتونی آر. پراو از دانشگاه سنت اندروز، با بررسی لایه‌های سنگی در منطقه گهاب در نامیبیا، شواهدی از یخبندان مارینوان را کشف کردند. آن‌ها با استفاده از روش تاریخ‌گذاری اورانیوم-سرب بر روی زیرکن‌های موجود در لایه‌های خاکستر آتشفشانی، سن این یخبندان را بین ۶۳۹٫۲۹ ± ۰٫۲۶ میلیون سال و ۶۳۵٫۲۱ ± ۰٫۵۹ میلیون سال تعیین کردند.
پایداری سطح یخ‌زده
داده‌های میدانی نشان می‌دهد که سطح یخ‌زده زمین در این دوره به‌طور غیرمنتظره‌ای پایدار بوده است. شواهدی از تغییرات عمودی کم در لایه‌های رسوبی و عدم وجود نشانه‌های فرسایش شدید، حاکی از ثبات شرایط یخبندان در طول این ۴ میلیون سال است.
علل یخبندان جهانی
نقش فعالیت‌های آتشفشانی
فعالیت‌های آتشفشانی می‌توانند با انتشار گازها و ذرات معلق، میزان بازتابش نور خورشید (آلبدو) را افزایش داده و باعث کاهش دمای زمین شوند. این فرآیند می‌تواند منجر به آغاز یک دوره یخبندان گسترده شود.
نقطه عطف در جو
در شرایط عادی، واکنش‌های شیمیایی بین باران اسیدی و مواد معدنی سیلیکاتی باعث کاهش دی‌اکسید کربن در جو می‌شوند. اما در دوره یخبندان مارینوان، ضخامت یخ‌ها این فرآیند را کند کرده و منجر به تجمع دی‌اکسید کربن در جو شده است. افزایش این گاز گلخانه‌ای در نهایت باعث گرم شدن زمین و پایان یخبندان شده است.
بقای حیات در شرایط یخبندان
پناهگاه‌های زیر یخ
برخی دانشمندان معتقدند که حیات میکروبی در جیب‌های آب مایع زیر یخ‌ها، که توسط گرمای زمین گرم می‌شده‌اند، به بقای خود ادامه داده است. این محیط‌ها می‌توانستند با مواد مغذی شیمیایی تغذیه شوند و پس از پایان یخبندان، به سرعت گسترش یابند.
تأثیر بر تکامل
افزایش ناگهانی دما پس از پایان یخبندان می‌توانست باعث جهش‌های تکاملی و ظهور اکوسیستم‌های جدید در دوره ایدیاکاران شود.
پیامدهای یخبندان مارینوان
تغییرات سطح دریا
مطالعات در کوه‌های نوکلوفت در نامیبیا نشان می‌دهد که پایان یخبندان مارینوان با افزایش سطح دریا همراه بوده است. این تغییرات می‌تواند ناشی از ذوب یخ‌ها و آزاد شدن آب‌های محبوس شده باشد .
تأثیر بر اقلیم‌های دیگر سیارات
یافته‌های مربوط به یخبندان مارینوان می‌تواند در درک بهتر از قابلیت سکونت سیارات یخ‌زده دیگر مفید باشد. اگر سیاره‌ای دچار یخبندان جهانی شود، تجمع گازهای گلخانه‌ای می‌تواند در نهایت باعث ذوب یخ‌ها و ایجاد شرایط مناسب برای حیات شود.
نتیجه‌گیری
یخبندان مارینوان یکی از دوره‌های بحرانی در تاریخ زمین بوده است که تأثیرات عمیقی بر اقلیم و حیات داشته است. مطالعات جدید با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته، درک ما را از این دوره افزایش داده و به ما کمک می‌کند تا بهتر بتوانیم تغییرات اقلیمی آینده را پیش‌بینی کنیم.
این مطالعه در نشریه Proceedings of the National Academy of Science منتشر شده است.
