N

asi przodkowie mieli ci´˝kie ˝ycie. Na co dzieƒ mu-
sieli obcowaç z szabloz´bnymi tygrysami i mamu-
tami, a surowy klimat dokucza∏ im przez ca∏e poko-

lenia. W ciàgu ostatniego miliona lat epoki lodowcowe
nast´powa∏y jedna po drugiej. W szczytowym okresie naj-
m∏odszego glacja∏u, przed blisko 20 tys. lat, ponad dwukilo-
metrowej gruboÊci ca∏un lodowy przykry∏ znacznà cz´Êç Ame-
ryki Pó∏nocnej i Europy. J´zory làdolodu si´ga∏y w okolice
dzisiejszego Nowego Jorku.

Ale wszystkie te nieszcz´Êcia blednà w porównaniu z praw-

dziwie katastroficznymi zdarzeniami, które spotka∏y naszych
bardzo odleg∏ych, mikroskopijnych przodków przed 600 mln
lat. W czasach poprzedzajàcych narodziny zwierz´cego ˝ycia,
w okresie nazwanym neoproterozoikiem, Ziemi´ nawiedzi-
∏y straszne mrozy, które przynios∏y zlodowacenia nawet na
obszarach tropików.

Spróbujmy wyobraziç sobie naszà planet´ mknàcà przez

10 mln lat w przestrzeni kosmicznej niczym ogromna kula
Êniegu. Ciep∏o uwalniajàce si´ z roztopionego jàdra utrzy-
muje wod´ na dnie oceanów, ale wy˝ej rozciàga si´ gruba na
kilometr pokrywa lodowa, a mróz si´ga –50°C. W tych warun-
kach wymierajà niemal wszystkie zamieszkujàce Ziemi´ pry-
mitywne organizmy. WÊród powoli przesuwajàcych si´ là-
dolodów i trzeszczàcych kier lodowych, pokrywajàcych wody
oceanu, z g∏´bi Ziemi dobywajà si´ pomruki pot´˝nych wul-
kanów, wysuwajàcych spod zamar∏ej lodowej bieli swe go-
ràce, dymiàce g∏owy. Choç planeta zdawa∏a si´ uÊpiona w
kriogennym bezruchu, wulkany ju˝ szykowa∏y jej Êrodek na
przebudzenie: dwutlenek w´gla.

W tych dziwnych czasach, gdy mróz wstrzyma∏ procesy

chemiczne wià˝àce dwutlenek w´gla z powietrza, gaz ten za-
czà∏ gromadziç si´ w atmosferze, osiàgajàc z czasem niespo-
tykane wczeÊniej st´˝enia. Uruchomi∏o to efekt cieplarniany

– poch∏aniane z coraz wi´kszà intensywnoÊcià promienie s∏o-
neczne rozgrzewa∏y naszà planet´ i rozpocz´∏o si´ topnienie
lodów. Trwa∏o to krótko – zaledwie kilkaset lat – i oto nowy
problem poczà∏ trapiç naszych ma∏ych przodków: przegrza-
nie. Ci, którym uda∏o si´ prze˝yç wielki mróz, znaleêli si´ na-
raz w ogromnej i coraz cieplejszej szklarni.

Choç trudno w to uwierzyç, mamy wyraêne dowody, ˝e te-

go rodzaju klimatyczne skoki – o niewyobra˝alnej amplitudzie
– zdarzy∏y si´ co najmniej cztery razy pomi´dzy 750 a 580 mln
lat temu. Naukowcy przez wiele lat sàdzili, ˝e ziemski klimat
nie by∏ nigdy a˝ tak surowy – to raczej inne planety, takie jak
Wenus, mia∏y doÊwiadczaç podobnych anomalii [patrz: Mark
A. Bullock i David H. Grinspoon, „Globalna zmiana klimatu na
Wenus”; Âwiat Nauki, maj 1999]. Pierwsze sugestie, ˝e w odle-
g∏ej przesz∏oÊci z naszym klimatem dzia∏o si´ coÊ dziwnego,
pojawi∏y si´ ju˝ w poczàtkach lat szeÊçdziesiàtych, ale dopie-
ro w ciàgu ostatnich oÊmiu lat znaleêliÊmy wraz z kolegami
nowe dane, które pozwoli∏y nam po∏àczyç rozproszone dotàd
fakty i zaproponowaç scenariusz przyciàgajàcy coraz wi´kszà
uwag´ geologów, biologów i klimatologów.

W poszukiwaniu dowodów

JeÊli chcemy znaleêç namacalne dowody zmian klimatycz-

nych w neoproterozoiku, musimy poszukaç odpowiednio gru-
bych pok∏adów skalnych z tamtych czasów. Przez dziesiàtki
lat ska∏y takie by∏y znane, ale wnioski, które na ich podstawie
wysnuwano, zawiera∏y wiele sprzecznoÊci. Pierwszy paradoks
polega∏ na tym, ˝e osady lodowcowe pojawia∏y si´ w war-
stwach wskazujàcych na bliskoÊç tropikalnych wybrze˝y mor-
skich. W dzisiejszym Êwiecie lodowce na obszarach równi-
kowych nie schodzà poni˝ej 5000 m n.p.m. i nawet w naj-
mroêniejszych okresach czwartorz´dowej epoki lodowej za-

70 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000

Ziemia jak kula Êniegu

Paul F. Hoffman i Daniel P. Schrag

Przed setkami milionów lat lód pokry∏ naszà planet´,
a w szklarniowym Êwiecie, który potem nastàpi∏,
rozwin´∏y si´ bardzo z∏o˝one formy ˝ycia

Ziemia jak kula Êniegu

Paul F. Hoffman i Daniel P. Schrag

Przed setkami milionów lat lód pokry∏ naszà planet´,
a w szklarniowym Êwiecie, który potem nastàpi∏,
rozwin´∏y si´ bardzo z∏o˝one formy ˝ycia

trzymywa∏y si´ na wysokoÊci oko∏o 4000 m n.p.m. Drugi para-
doks to obecnoÊç niezwyk∏ych, bogatych w ˝elazo ska∏ zmie-
szanych z osadami lodowcowymi. Tego typu utwory mog∏y
powstawaç tylko w przypadku, gdyby ocean neoproterozo-
iku pozbawiony by∏ tlenu; wiemy jednak skàdinàd, ˝e w tam-
tych czasach atmosfera osiàgn´∏a ju˝ stan zbli˝ony do tego,
który obserwujemy wspó∏czeÊnie. Poza tym jeÊli Ziemia na-
prawd´ zosta∏a ca∏kowicie spowita lodem, to jakim sposobem
uda∏o jej si´ zrzuciç te mroêne okowy? Co wi´cej, zapis izoto-
powy w´gla wskazuje na d∏ugotrwa∏y spadek biologicznej pro-
duktywnoÊci w oceanach. Co mog∏o spowodowaç ten drama-
tyczny zanik ˝ycia?

Wszystkie te zagadki, z którymi przez lata nie umieliÊmy

sobie poradziç, znajdujà nagle sensowne wyjaÊnienie, jeÊli
przyjmiemy scenariusz nazwany przez nas hipotezà ziem-
skiej kuli Êniegowej. Nasza propozycja wzbudzi∏a ostro˝ne
zainteresowanie naukowców, gdy przedstawiliÊmy jà po raz
pierwszy na ∏amach czasopisma Science pó∏tora roku temu.
JeÊli oka˝e si´, ˝e mamy racj´, b´dzie to nie tylko rozwiàza-
nie zagadki neoproterozoicznych dziwactw klimatycznych, ale
i zanegowanie przyj´tych poglàdów co do granic globalnych
zmian na Ziemi. Wyjàtkowo pot´˝ne zlodowacenia zacho-
dzi∏y nied∏ugo przed wystàpieniem szybkiego ró˝nicowania
si´ organizmów wielokomórkowych, którego kulminacja
przypad∏a na okres tzw. rewolucji kambryjskiej, pomi´dzy
575 a 525 mln lat temu. Paradoksalnie w∏aÊnie d∏ugi okres
izolacji i panowania skrajnych warunków na Ziemi-kuli Ênie-
gu móg∏ sprzyjaç, za sprawà modyfikacji genetycznych, te-
mu kambryjskiemu wybuchowi ˝ycia.

Poszukiwania Êladów tych nadzwyczajnych wydarzeƒ kli-

matycznych zaprowadzi∏y nas do najdalszych zakàtków na-
szej planety. Choç zajmujemy si´ obecnie badaniem neopro-
terozoicznych ska∏ Australii, Chin, zachodnich Stanów

Zjednoczonych i Spitsbergenu, rozpocz´liÊmy nasze poszuki-
wania w 1992 roku wzd∏u˝ klifowych urwisk namibijskiego
Wybrze˝a Szkieletów. Pod koniec proterozoiku ten obszar
po∏udniowo-zachodniej Afryki by∏ cz´Êcià rozleg∏ego, powo-
li pogrà˝ajàcego si´ szelfu po∏o˝onego w przybiegunowych
okolicach ówczesnych làdów Po∏udnia.

W tamtejszych utworach odnaleêliÊmy okruchowe osady

pozostawione przez topniejàce lodowce. Tu˝ ponad tymi ska-
∏ami lodowcowymi spoczywa∏y utwory w´glanowe (bogate
w magnez i wapƒ), zawierajàce chemiczne Êwiadectwa cie-
plarnianego Êwiata, który zastàpi∏ neoproterozoicznà lodów-
k´. Ska∏y, które przez setki milionów lat by∏y zakryte, dziÊ
ods∏aniajà si´ na powierzchni i sà Êwiadkami historii, którà
uczeni zacz´li odtwarzaç 35 lat temu.

W 1964 roku W. Brian Harland z University of Cambridge

zauwa˝y∏, ˝e osady lodowcowe wieku neoproterozoicznego
wyst´pujà na wszystkich praktycznie kontynentach Ziemi. Ju˝
na poczàtku lat szeÊçdziesiàtych naukowcy zaakceptowali ide´
tektoniki p∏yt, wedle której cienka skalna skorupa pokrywa-
jàca planet´ pop´kana jest na kilka wielkich bloków, porusza-
jàcych si´ ponad rozgrzanymi i pó∏p∏ynnymi masami ska∏ za-
legajàcymi poni˝ej. Analizujàc orientacj´ magnetycznà
drobnych ziarn mineralnych w utworach lodowcowych, Har-

Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000 71

BLOKI LODOWE, podobne do wyst´pujàcych na argentyƒskim
lodowcu Moreno

(powy˝ej), pokrywa∏y kiedyÊ wszystkie konty-

nenty. Kluczem do wyjaÊnienia zagadki tej mroênej przesz∏oÊci sà
ods∏oni´te warstwy skalne, takie jak niedaleko wybrze˝a w
pó∏nocno-zachodniej Namibii

(wstawka).

GLEN ALLISON

Digital Imagery © 1999 PhotoDisc, Inc.

Za zgodà PAULA F. HOFFMANA

land zasugerowa∏, ˝e w okresie neopro-
terozoiku wszystkie bloki làdowe sku-
pia∏y si´ w okolicach równika. Zanim
mi´kkie osady zamieni∏y si´ w lità ska∏´,
ziarna te ustawi∏y si´ wzd∏u˝ ówcze-
snych linii pola magnetycznego, pochy-
lajàc si´ jedynie nieznacznie w stosunku
do p∏aszczyzny poziomej. Oznacza∏o to
równikowe po∏o˝enie làdów – gdyby bo-
wiem procesy te zachodzi∏y w okolicach
biegunów, ziarna ustawi∏yby si´ nieomal
pionowo.

Harland zda∏ sobie spraw´, ˝e odkry∏

Êlady ogromnych lodowców na obsza-
rach dawnych tropików i pierwszy za-
sugerowa∏ wówczas istnienie neoprote-
rozoicznej epoki lodowej [patrz: W. B.
Harland i M. J. S. Rudwick, „The Great
Infra-Cambrian Glaciation”; Scientific
American, sierpieƒ, 1964]. Chocia˝ nie-
którzy z mu wspó∏czesnych podawali
w wàtpliwoÊç wiarygodnoÊç danych pa-
leomagnetycznych, inni wykazali wkrót-
ce, ˝e Harland móg∏ mieç racj´. Ale nikt
nie potrafi∏ wyjaÊniç, w jaki sposób lo-
dowce mog∏y utworzyç si´ i utrzymaç
przez d∏ugi czas tak blisko równika.

Podczas gdy Harland przedstawia∏

swoje poglàdy na temat neoproterozo-
icznych zlodowaceƒ, fizycy zacz´li udo-
skonalaç pierwsze modele matematycz-
ne klimatu Ziemi. Michai∏ Budyko z
leningradzkiego Obserwatorium Geofi-
zycznego znalaz∏ sposób na wyjaÊnienie
obecnoÊci lodowców w tropikach, u˝y-
wajàc do tego celu równaƒ opisujàcych
wp∏yw promieniowania s∏onecznego na
atmosfer´ i powierzchni´ Ziemi, a po-
Êrednio i na klimat naszej planety. Nie-
które obszary globu odbijajà wi´cej ni˝
inne dochodzàcej ze S∏oƒca energii, co
jest mierzalnà wartoÊcià, zwanà albedo.
Bia∏a powierzchnia Êniegu odbija wi´k-
szoÊç promieniowania, wi´c ma du˝e al-

bedo. Ciemniejsze plamy oceanów majà
najmniejsze albedo, a powierzchnie là-
dów wykazujà poÊrednie wartoÊci, któ-
rych wielkoÊç zale˝y od rodzaju i roz-
mieszczenia szaty roÊlinnej.

Im wi´cej promieniowania odbija po-

wierzchnia planety, tym ni˝sza panuje
na niej temperatura. Ânieg i lód dzi´ki
du˝emu albedo powodujà obni˝enie
ogólnej temperatury, a tym samym
utrwalajà warunki pozwalajàce na ich
trwanie. Budyko wiedzia∏, ˝e opisywa-
ne przez niego zjawisko, ∏àczàce opady
Êniegu i albedo w samonap´dzajàcy si´
proces dodatniego sprz´˝enia zwrotne-
go, mo˝e byç przyczynà rozrastania si´
wspó∏czesnych làdolodów. Z jego sy-
mulacji klimatu wynika∏o, ˝e ten pro-
ces sprz´˝eƒ mo˝e wymknàç si´ spod
kontroli. Kiedy lodowce tworzà si´ w re-
gionach po∏o˝onych bli˝ej równika ni˝
30 stopieƒ szerokoÊci pó∏nocnej lub po-
∏udniowej, albedo Ziemi zwi´ksza si´

szczególnie szybko, gdy˝ bezpoÊrednie
promieniowanie s∏oneczne pada na co-
raz wi´kszà powierzchni´ lodu przypa-
dajàcà na ka˝dy kolejny stopieƒ szero-
koÊci geograficznej. Proces sprz´˝enia
zwrotnego staje si´ lawinowy i w krót-
kim czasie ca∏a planeta pogrà˝a si´ we
wszechogarniajàcym mrozie.

Symulacje Budyki wywo∏a∏y ˝ywe za-

interesowanie w kr´gach naukowców
zajmujàcych si´ nowà dyscyplinà – mo-
delowaniem klimatu. Nawet on sam nie
sàdzi∏, by Ziemia mog∏a rzeczywiÊcie
w przesz∏oÊci doÊwiadczyç lawinowe-
go procesu globalnego zamarzania.
Wszyscy w∏aÊciwie zak∏adali, ˝e tego
rodzaju katastrofa przynios∏aby zag∏ad´
wszelkiego ˝ycia, co pozostawa∏o w
sprzecznoÊci z faktem znajdowania
w ska∏ach liczàcych miliard lat Êladów
mikroskopijnych glonów przypomina-
jàcych dzisiejsze formy; Êwiadczy∏o to
dobitnie o ciàg∏oÊci ˝ycia na Ziemi. Co
wi´cej, gdyby Ziemia osiàgn´∏a stan g∏´-
bokiego zamro˝enia, wówczas wysokie
albedo jej lodowej pow∏oki powinno ob-
ni˝yç temperatur´ na powierzchni do
tak niskiego poziomu, ˝e trudno wy-
obraziç sobie sposób na póêniejsze wyj-
Êcie z tego stanu. Gdyby wi´c zlodo-
wacenie takie mia∏o si´ wydarzyç,
musia∏oby trwaç wiecznie.

Zimny i usma˝ony

Pierwsze z tych zastrze˝eƒ okaza∏o

si´ fa∏szywe, gdy pod koniec lat siedem-
dziesiàtych odkryto bogate zespo∏y or-
ganizmów w miejscach uwa˝anych
wczeÊniej za niedost´pne dla ˝ycia. Na
przyk∏ad goràce êród∏a na dnie oce-
anów, wokó∏ których znajdujà si´ sie-
dliska mikroorganizmów czerpiàcych
energi´ z zachodzàcych reakcji chemicz-
nych, a nie z promieniowania s∏oneczne-

72 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000

PODCZAS GLOBALNYCH ZLODOWACE¡,

które mia∏y miejsce przed 600 mln lat, wszyst-

kie bloki làdowe zgrupowane by∏y najprawdopodobniej w pobli˝u równika. Choç od te-
go czasu kontynenty dawno zmieni∏y swe po∏o˝enie, pozosta∏oÊci osadów polodowco-
wych wcià˝ mo˝na znaleêç w wielu ró˝nych miejscach naszej planety, w tym równie˝
w pó∏nocno-zachodniej Namibii

(czerwona kropka).

HEIDI NOLAND

Za zgodà DANIELA P. SCHRAGA

AMERYKA

PÓ¸NOCNA

AMERYKA

PO¸UDNIOWA

SYBERIA

KAZACHSTAN

AFRYKA

AFRYKA

ZACHODNIA

WSCHODNIA

CZ¢Âå

AMERYKI

PO¸UDNIOWEJ

EUROPA
PÓ¸NOCNA

PO¸UDNIOWE

CHINY

AUSTRALIA

INDIE

ANTARKTYDA

go. Procesy wulkaniczne odpowiedzial-
ne za powstawanie goràcych êróde∏ mu-
sia∏y zachodziç bez przeszkód równie˝
w warunkach zamarzni´tej Ziemi. Jesz-
cze wi´ksze nadzieje na prze˝ycie mia-
∏y wówczas organizmy psychrofilne
(zimnolubne), byç mo˝e podobne do
tych, które Êwietnie dajà sobie dziÊ rad´
na obszarach mroênych i suchych do-
lin górskich wschodniej Antarktydy.
Z kolei sinice i niektóre glony zamiesz-
kujà na powierzchni Êniegu (lub pod
nià), a tak˝e w porach skalnych i na
okruchach czàstek py∏ów zawartych
w p∏ywajàcych bry∏ach lodu.

Kluczem do rozwiàzania drugiego

problemu – odwrócenia lawinowego za-
marzania – jest dwutlenek w´gla.
W okresie mierzonym zaledwie dzie-
siàtkami lat st´˝enie tego gazu w atmos-
ferze mo˝e zmieniç si´ w znacznym
stopniu za sprawà jego poch∏aniania
w procesie fotosyntezy roÊlin lub wy-
dychania przez zwierz´ta. Co wi´cej,
emisja dwutlenku w´gla przy spalaniu
paliw kopalnych przez cz∏owieka od po-
czàtku rewolucji przemys∏owej w dru-
giej po∏owie XVIII wieku doprowadzi-
∏a do du˝ego nagromadzenia tego gazu
w atmosferze. W skali czasu w∏aÊciwe-
go historii Ziemi te êród∏a i pu∏apki CO

2

sà jednak zupe∏nie bez znaczenia wo-
bec zjawisk zwiàzanych z procesami
geologicznymi.

Dwutlenek w´gla jest jednym z wielu

gazów emitowanych przez wulkany.
W normalnych warunkach wzrost zawar-
toÊci CO

2

równowa˝ony jest przez pro-

cesy wietrzenia glinokrzemianów: roz-
k∏ad zawierajàcych je ska∏ prowadzi do
przekszta∏cania dwutlenku w´gla w wo-
dorow´glan, który zmywany jest do oce-
anów. Tam jony wodorow´glanowe ∏à-
czà si´ z jonami wapnia i magnezu,
tworzàc zwiàzki w´glanowe wytràcajà-
ce si´ w postaci osadów na dnie i stano-
wiàce wielkie rezerwuary zwiàzanego
w´gla [patrz: R. A. Berner i A. C. Lasaga,
„Modeling the Geochemical Carbon Cyc-
le”; Scientific American, marzec, 1989].

W 1992 roku Joseph L. Kirschvink, geo-

biolog pracujàcy w California Institute of
Technology zauwa˝y∏, ˝e ruch p∏yt tekto-
nicznych, przyczyniajàcy si´ do aktyw-
noÊci wulkanów, nie zosta∏ z pewnoÊcià
wstrzymany podczas globalnego zlodo-
wacenia (Ziemia, jak to okreÊli∏, zmieni-
∏a si´ wówczas w wielkà Êniegowà kul´).
A skoro tak, to atmosfera stale otrzymy-
wa∏a nowe dostawy dwutlenku w´gla –
ale tym razem brakowa∏o p∏ynàcych na
làdach wód, koniecznych do erodowa-

nia ska∏ i wiàzania w ten sposób w´gla
w postaci w´glanów. Nie majàc gdzie si´
podziaç, dwutlenek w´gla gromadzi∏ si´
w atmosferze i osiàgnà∏ w koƒcu rekordo-
wo wysoki poziom – wystarczajàco wy-
soki, zdaniem Kirschvinka, by spowo-
dowaç powtórne ogrzanie planety i
zakoƒczyç globalne zlodowacenie.

Kirschvink rozpoczà∏ swe badania

nad neoproterozoicznymi zlodowace-
niami po cz´Êci z powodu tajemniczych
osadów ˝elazistych, znajdowanych
wraz z kopalnymi glinami lodowcowy-
mi (tyllitami). Tego typu rzadkie ska∏y
osadowe znane sà raczej ze znacznie
wczeÊniejszych okresów geologicznych,
kiedy oceany (i atmosfera) zawiera∏y
bardzo ma∏o tlenu i zredukowane
zwiàzki ˝elaza mog∏y swobodnie roz-
puszczaç si´ w wodzie (w obecnoÊci tle-
nu ˝elazo jest praktycznie nierozpusz-
czalne). Kirschvink dowodzi∏, ˝e w
ciàgu milionów lat trwania pokrywy lo-
dowej oceany zosta∏y pozbawione za-
pasów tlenu i w ten sposób rozpuszczo-
ne zwiàzki ˝elaza, wyrzucane z gorà-
cych êróde∏ na dnie oceanów, mog∏y bez
przeszkód gromadziç si´ w wodzie. Kie-
dy jednak wywo∏any wzrostem st´˝e-
nia CO

2

efekt cieplarniany zaczà∏ dawaç

o sobie znaç, topiàc pokrywy lodowe,

Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000 73

Za zgodà GALENA HALVERSONA

SKALISTE KLIFY

wzd∏u˝ namibijskiego Wy-

brze˝a Szkieletów

(z lewej) dostarczy∏y wyjàt-

kowo dobrze zachowanych Êladów ziemskiej
kuli Êniegowej. Autorzy: Schrag

(dalej z lewej)

i Hoffman pokazujà warstw´ ska∏ osadzonych
podczas nag∏ego zakoƒczenia epizodu lodowej
Ziemi przed 700 mln lat. Tkwiàcy w skale jasno
zabarwiony g∏az najprawdopodobniej wytopi∏
si´ z góry lodowej i pogrà˝y∏ w mulistym osa-
dzie na dnie morza. Le˝àce ponad osadami lo-
dowcowymi warstwy czystego wapienia zosta∏y
wytràcone z ciep∏ych, p∏ytkich wód w warun-
kach cieplarnianego Êwiata. Te stropowe wapie-
nie sà jedynymi ska∏ami neoproterozoiku, w któ-
rych znaleêç mo˝na du˝e, wachlarzowate
kryszta∏y kalcytu, tworzàce si´ przy szybkiej
akumulacji w´glanowej

(powy˝ej).

Za zgodà DANIELA P. SCHRAGA

STROPOWE WAPIENIE

KRYSZTA¸Y KALCYTU

OSADY GLACJALNE

tlen na powrót miesza∏ si´ z wodà oce-
anicznà, co prowadzi∏o do wytràcania
si´ tlenków ˝elaza i ich odk∏adania na
dnie wraz z okruchami skalnymi, wy-
tapianymi z gór lodowych i lodowców.

Zajmujàcy si´ modelowaniem proce-

sów klimatycznych badacze Kenneth
Caldeira z Lawrence Livermore Na-
tional Laboratory i James F. Kasting z
Pennsylvania State University wyliczy-
li w 1992 roku, ˝e zaproponowany dla
neoproterozoiku model cieplarniany
wymaga oko∏o 350 razy wi´kszej ni˝
obecnie zawartoÊci dwutlenku w´gla
w atmosferze, aby odwróciç proces lawi-
nowego zamarzania planety. Zak∏ada-
jàc, ˝e ówczesne wulkany wyrzuca∏y
z siebie tyle samo gazów co dzisiaj, Zie-
mia powinna pozostawaç jeszcze przez
dziesiàtki milionów lat w okowach lodu,
zanim nagromadzenie CO

2

osiàgn´∏o-

by poziom wystarczajàcy do podgrza-

nia atmosfery i rozpocz´cia procesu top-
nienia pokrywy lodowej na oceanach.
Okres panowania ziemskiej kuli Êniegu
by∏ nie tylko najsurowszà epokà lodow-
cowà, jakà mo˝na sobie wyobraziç, ale
te˝ i najd∏u˝ej trwajàcà.

O czym mówià w´glany

W czasie gdy Kirschvink formu∏owa∏

swe tezy, zacz´to odkrywaç nie znane
mu wówczas fakty, które mog∏y w po-
wa˝nym stopniu wesprzeç jego teori´
ziemskiej kuli Êniegowej. Przede wszyst-
kim okaza∏o si´, ˝e neoproterozoiczne
osady lodowcowe niemal wsz´dzie przy-
kryte sà warstwami ska∏ w´glanowych.
Tego rodzaju ska∏y tworzà si´ zazwyczaj
w ciep∏ych, p∏ytkich morzach, takich jak
te, które otaczajà dzisiejszy archipelag
Bahama na Atlantyku. Okres lodowco-
wy i okres ciep∏ych mórz rozdzielone mi-

lionami lat, nikogo by nie zdziwi∏y. Tym
razem jednak przejÊcie od osadów lo-
dowcowych do w´glanów by∏o nag∏e i co
wi´cej, nie dawa∏o podstaw, by sàdziç,
˝e up∏ynà∏ znaczàcy czas, odkàd ostat-
nie g∏azy wytopi∏y si´ ze znikajàcych gór
lodowych, do momentu utworzenia si´
pierwszych wapieni. By∏o to prawdziwe
wyzwanie dla geologów – tak gwa∏tow-
ne przejÊcie od warunków lodowcowych
do tropikalnych nale˝a∏o jakoÊ racjonal-
nie wyjaÊniç.

W czasie obserwacji terenowych

w Namibii zdaliÊmy sobie spraw´, ˝e te-
go rodzaju przejÊcie nie jest bynajmniej
czymÊ nieoczekiwanym. Przeciwnie, gru-
be pok∏ady ska∏ w´glanowych to w∏a-
Ênie to, czego nale˝a∏o si´ spodziewaç
jako konsekwencji wyjàtkowo intensyw-
nych warunków cieplarnianych towa-
rzyszàcych zanikajàcej kuli Êniegowej.
JeÊli Ziemia zamarz∏a, to st´˝enie dwu-

74 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000

W wyniku rozpadu wielkiego superkontynentu przed 770 mln
lat powsta∏y làdy le˝àce w pobli˝u równika. W ten sposób tere-
ny z wn´trza superkontynentu znalaz∏y si´ w pobli˝u przyno-
szàcych wilgoç obszarów oceanicznych. Wzmo˝one opady
deszczu sp∏ukiwa∏y cz´Êç zatrzymujàcego ciep∏o dwutlenku w´-
gla do oceanów, przyspieszajàc erozj´ ska∏. Temperatura Zie-
mi obni˝y∏a si´, a na oceanach w pobli˝u biegunów tworzy∏y
si´ pola lodu pakowego. Bia∏e plamy lodowe odbijajà wi´cej
promieni s∏onecznych ni˝ ciemniejsza woda morska. Spowo-
dowa∏o to dalsze obni˝enie temperatury. Zapoczàtkowane w ten
sposób lawinowe ozi´bienie doprowadzi∏o w ciàgu tysiàclecia do
pokrycia lodem ca∏ej planety.

Wkrótce po rozpocz´ciu lawinowego ozi´bienia Êrednia tempe-
ratura Ziemi spad∏a do –50°C. Oceany pokry∏y si´ ponad kilome-
trowà warstwà lodu, tylko z wn´trza Ziemi dobywa∏o si´ ciep∏o,
które nie pozwala∏o na ca∏kowite zamarzni´cie planety. Wi´k-
szoÊç morskich mikroorganizmów wymar∏a, ale niektóre pozo-
sta∏y przy ˝yciu ukryte wokó∏ podmorskich goràcych êróde∏. Zim-
ne, suche masy powietrza nie dopuÊci∏y do dalszego wzrostu
lodowców làdowych, przyczyniajàc si´ do powstania rozleg∏ych
pustyƒ smaganych wichrami pe∏nymi piasku. Z braku opadów
wyrzucany przez wulkany dwutlenek w´gla nie zosta∏ usuni´ty
z atmosfery. W miar´ wzrostu st´˝enia tego gazu Ziemia na-
grzewa∏a si´, co powodowa∏o, ˝e masy lodu powoli taja∏y.

N

ARODZINY ÂNIE˚NEJ KULI

...

Etap 1

Poczàtek ziemskiej kuli Êniegu

Etap 2

Maksimum zlodowacenia

GORÑCE
èRÓD¸A

WULKAN

DWUTLENEK
W¢GLA

MORSKI

LÓD

WYDMY

PIASZCZYSTE

tlenku w´gla powinno byç szczególnie
du˝e, by doprowadziç do podniesienia
jej temperatury i stopnienia pokrywy lo-
dowej. Kiedy jednak ten proces topnienia
ju˝ si´ zaczà∏, obszary wody oceanicznej
o niskim albedo pocz´∏y szybko wypie-
raç regiony pokryte odbijajàcym du˝o
promieni s∏onecznych lodem i lawino-
wy proces zamarzania uleg∏ odwróceniu
[ilustracje poni˝ej]. Zgodnie z wyliczenia-
mi dokonanymi ostatnio przez klimato-
loga Raymonda T. Pierrehumberta z Uni-
versity of Chicago, w tych warunkach
efektu cieplarnianego w atmosferze tem-
peratura powietrza mog∏a w krótkim
czasie podnieÊç si´ do niemal 50°C.

Wznowienie parowania oceanów rów-

nie˝ mia∏o istotny wp∏yw na ogrzewa-
nie atmosfery, gdy˝ para wodna jest ga-
zem silnie cieplarnianym. Nagroma-
dzenie jej w powietrzu przyczyni∏o si´
tak˝e do przywrócenia obiegu wody

w przyrodzie. Wraz z ulewnymi desz-
czami pewna cz´Êç dwutlenku w´gla
sp∏ywa∏a w postaci kwasu w´glowego,
który powodowa∏ szybkie wietrzenie
okruchów skalnych, pozostawionych
przez topniejàce lodowce. Produkty ero-
zji chemicznej gromadzi∏y si´ nast´pnie
w oceanie, co prowadzi∏o do wytràcania
si´ w´glanów na dnie; z tych osadów po-
wstawa∏y warstwy wapieni. Struktury
zachowane w namibijskich pokrywach
ska∏ w´glanowych wskazujà, ˝e proces
ich sedymentacji zachodzi∏ niezwyk∏e
szybko, byç mo˝e w ciàgu zaledwie kil-
ku tysi´cy lat. Na przyk∏ad kryszta∏y mi-
nera∏u zwanego aragonitem, osiàgajàce
niekiedy rozmiary doros∏ego cz∏owieka,
mog∏y wytràcaç si´ z wody morskiej je-
dynie w przypadku jej wysokiego wy-
sycenia jonami w´glanu wapnia.

Pokrywy w´glanowe wykazujà jesz-

cze jednà w∏aÊciwoÊç, która zdaje si´ po-

twierdzaç model Kirschvinka. Badajàc
izotopy zawartego w nich w´gla, stwier-
dzono nietypowy stosunek zwyk∏ego
(„lekkiego”) w´gla

12

C i jego ci´˝szej

odmiany

13

C, majàcej jeden dodatkowy

neutron w jàdrze. T´ samà anomali´ izo-
topowà obserwowano wczeÊniej we
wszystkich ska∏ach w´glanowych wy-
st´pujàcych ponad osadami glacjalny-
mi neoproterozoiku. Nikomu jednak nie
przysz∏o do g∏owy, by interpretowaç jà
jako Êwiadectwo ziemskiej kuli Êniego-
wej. Wraz z Alanem Jay Kaufmanem,
specjalistà od izotopów pracujàcym
w University of Maryland i Galenem
Pippa Halversonem z Harvard Univer-
sity odkryliÊmy, ˝e zmiany izotopowe
korelujà si´ dobrze w równoczasowych
ska∏ach pó∏nocnej Namibii ods∏oni´tych
na przestrzeni setek kilometrów.

Wydostajàcy si´ z wulkanów dwutle-

nek w´gla zawiera oko∏o jednego procen-

Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000 75

W rezultacie trwajàcej 10 mln lat aktywnoÊci wulkanów st´-

˝enie dwutlenku w´gla w atmosferze podnios∏o si´ tysiàckrot-
nie. Wynikajàcy stàd efekt cieplarniany wywo∏a∏ wzrost tem-
peratury a˝ do osiàgni´cia na równiku punktu topnienia lodu.
W miar´ jak planeta si´ nagrzewa∏a, wilgoç sublimujàca z mor-
skiego lodu na obszarach tropikalnych zamarza∏a ponownie
wysoko w atmosferze i zasila∏a wzrost kontynentalnych làdo-
lodów. Tworzàce si´ w tym samym czasie na równiku strefy wol-
ne od lodu poch∏ania∏y coraz wi´cej energii s∏onecznej i po-
wodowa∏y tym szybszy wzrost globalnej temperatury. W ciàgu
kilku stuleci nieznoÊnie goràcy i wilgotny Êwiat zastàpi∏ mroê-
nà pustyni´ lodowà.

Uwolnione od lodu i coraz cieplejsze oceany dostar-

cza∏y coraz wi´cej pary, która zwielokrotnia∏a efekt cie-
plarniany na Ziemi. Temperatura na powierzchni podnio-
s∏a si´ do 50°C, nap´dzajàc coraz intensywniejszy cykl
parowania i opadów. Zakwaszone dwutlenkiem w´gla
ulewne deszcze erodowa∏y ska∏y pozostawione przez
ust´pujàce lodowce. Wezbrane rzeki unosi∏y ogromne
iloÊci jonów wodorow´glanowych do oceanów, gdzie wy-
tràca∏y si´ z nich osady wapienne. Nowe formy ˝ycia –
efekt d∏ugotrwa∏ej izolacji genetycznej i silnej presji se-
lekcyjnej – zasiedli∏y Êwiat, w którym klimat powróci∏ wresz-
cie do normy.

...

I

ÂWIATA CIEPLARNIANEGO

Etap 3

Topnienie kuli Êniegu

Etap 4

Goràca szklarnia

DAVID FIERSTEIN

LODOWCE

OSADY
WAPIENNE

ta

13

C; reszta to

12

C. Gdyby tworzenie si´

w´glanów by∏o jedynym procesem usu-
wajàcym w´giel z oceanów, wówczas
ska∏y mia∏yby ten sam stosunek izoto-
pów tego pierwiastka co gazy wydosta-
jàce si´ z wulkanów. Ale w´giel rozpusz-
czony w wodzie oceanicznej wykorzy-
stujà te˝ glony i bakterie do produkcji
swych cia∏, a ich maszyneria fotosynte-
tyzujàca preferuje w´giel

12

C. W rezulta-

cie w´giel, który pozostaje w wodzie i
wytràca si´ nast´pnie pod postacià wa-
pieni, jest w przypadku oceanów wype∏-
nionych ˝ywymi organizmami bardziej
wzbogacony w w´giel

13

C ni˝ w w´giel

pochodzàcy z gazów wulkanicznych.

Stosunek izotopów neoproterozoicz-

nych w ska∏ach z Namibii wskazuje na
odmiennà sytuacj´. Tu˝ przed osadze-
niem si´ materia∏u morenowego zawar-
toÊç

13

C spada do poziomu porównywal-

nego z gazami wulkanicznymi, co inter-
pretujemy jako oznak´ obni˝enia biolo-
gicznej aktywnoÊci oceanu w zwiàzku
z rozrastaniem si´ pokrywy lodowej na
obszarach podbiegunowych i rozpocz´-
ciem lawinowego procesu wzrostu albe-
do Ziemi. Gdy oceany zosta∏y wreszcie
w ca∏oÊci pokryte warstwà lodu, ich pro-
duktywnoÊç usta∏a niemal zupe∏nie –
z tego czasu brak jednak danych na te-
mat stosunków izotopowych w´gla,
gdy˝ usta∏a te˝ sedymentacja ska∏ w´-
glanowych. Ten spadek proporcji

13

C

utrzymuje si´ jeszcze w warstwach wa-
pieni pokrywowych nad osadami lodow-
cowymi, by nast´pnie stopniowo po-
wróciç do wy˝szych wartoÊci

13

C w

warstwach zalegajàcych kilkaset metrów
ponad stropem tyllitów. Mo˝e to ozna-
czaç, ˝e pod koniec okresu cieplarniane-
go ˝ycie wreszcie zacz´∏o si´ odradzaç.

Gwa∏towne skoki zapisu izotopowe-

go zdarzajà si´ te˝ w formacjach w´gla-
nowych odpowiadajàcych innym okre-
som wielkich wymieraƒ, ale nigdy
zmiany te nie sà tak wielkie ani tak d∏u-
gotrwa∏e. Nawet upadek meteorytu, któ-
ry by∏ przyczynà wygini´cia dinozau-
rów przed 65 mln lat, nie doprowadzi∏
do trwajàcego tak d∏ugo za∏amania si´
aktywnoÊci biologicznej na Ziemi.

Ogólnie bioràc, hipoteza Ziemi-kuli

Êniegu t∏umaczy wiele zagadek zapisu
geologicznego, dotyczàcego Êwiata neo-

proterozoiku: zmiany izotopowe w osa-
dach lodowcowych, paradoks wapieni
pokrywowych, Êwiadectwo d∏ugotrwa-
∏ego zlodowacenia na obszarach tropi-
kalnych i na poziomie morza, a nawet
obecnoÊç niezwyk∏ych utworów ˝elazi-
stych. Si∏a naszej hipotezy polega rów-
nie˝ na tym, ˝e pozwala ona t∏umaczyç
jednoczeÊnie wszystkie te geologiczne
osobliwoÊci, choç dla ka˝dej z nich bra-
kowa∏o dotàd satysfakcjonujàcego wy-
jaÊnienia. Co wi´cej, jesteÊmy dziÊ prze-
konani, ˝e rzuca ona nowe Êwiat∏o na
problem wczesnej ewolucji zwierzàt.

Przetrwanie i odrodzenie ˝ycia

W latach szeÊçdziesiàtych Martin J. S.

Rudwick, pracujàcy wówczas z Brianem
Harlandem, wystàpi∏ z twierdzeniem, ˝e
ocieplenie klimatu, które nastàpi∏o po
wielkich zlodowaceniach neoproterozo-
icznych, utorowa∏o drog´ prawdziwe-
mu wybuchowi ewolucyjnej kreatyw-
noÊci, który nastàpi∏ wkrótce potem.
Chocia˝ komórki eukariotyczne, z któ-
rych narodziç si´ mia∏y wszystkie roÊli-
ny i zwierz´ta, powsta∏y ponad miliard
lat wczeÊniej, to w czasie pierwszych zlo-
dowaceƒ neoproterozoiku do najbardziej
z∏o˝onych organizmów nale˝a∏y nitko-
wate glony i jednokomórkowe pierwot-
niaki (Protozoa). Dla geologów zawsze
by∏o zagadkà, dlaczego wyewoluowanie
tych 11 odmiennych planów budowy (ty-
pów), które pojawi∏y si´ nagle w zapisie
kopalnym podczas kambryjskiej eksplo-
zji [ilustracja powy˝ej], trwa∏o tak d∏ugo.

Nast´pujàce po sobie kolejno epizody

zamarzania i podgrzewania planety mu-
sia∏y stanowiç rodzaj ekologicznego fil-

tra nak∏adanego na ewoluujàce ˝ycie.
Wszystkie wspó∏czesne jàdrowce (euka-
rionty) sà w ka˝dym razie potomkami
tych, którym uda∏o si´ prze˝yç neopro-
terozoicznà hekatomb´. O tym, jak dra-
matyczny by∏ zasi´g wymierania jà-
drowców Êwiadczyç mogà uniwersalne
„drzewa ˝ycia” konstruowane przez pa-
leontologów. Drzewa filogenetyczne po-
kazujà zwiàzki pokrewieƒstwa ∏àczàce
poszczególne grupy organizmów, pos∏u-
gujàc si´ stopniem podobieƒstwa mi´dzy
nimi. W dzisiejszych czasach do konstru-
owania tych drzew u˝ywa si´ porówny-
wania sekwencji kwasów nukleinowych
zawartych w komórkach ˝ywych istot.

Wi´kszoÊç takich wyobra˝eƒ ukazuje

filogenez´ jàdrowców jako drzewo o d∏u-
gim nierozga∏´zionym pniu z wysoko
po∏o˝onà, bujnà koronà. Brak wczesnych
odga∏´zieƒ mo˝e oznaczaç, ˝e wi´kszoÊç
tych linii eukariotycznych zosta∏a „od-
∏amana” podczas epizodów lodowych.
Stworzenia, które prze˝y∏y okresy zlo-
dowaceƒ, mog∏y poniekàd znaleêç schro-
nienie w tych trudnych czasach przy go-
ràcych wyziewach zarówno na dnie
oceanów, jak i pod powierzchnià lodów,
gdzie prawdopodobnie jeszcze zacho-
dzi∏y procesy fotosyntezy.

Wysoka i jednoczeÊnie zmienna tem-

peratura wraz z ostrymi gradientami che-
micznymi, w∏aÊciwymi goràcym êró-
d∏om, mog∏y stanowiç niez∏à szko∏´
przetrwania dla organizmów, które mia-
∏y prze˝yç w nadchodzàcych trudnych
czasach. W obliczu zmiennych nacisków
selekcyjnych ze strony Êrodowiska wiele
organizmów reaguje zasadniczymi zmia-
nami genetycznymi. Silny stres sprzyja
szybkim modyfikacjom materia∏u gene-

76 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000

BAKT

ER

IE

KOLEJNE

KULE

ÂNIEGOWE

3500

2500

700

Czas (milliony lat temu)

600

500

800

900

3000

2000

1500

0

ARCHEBAKTERIE

Mi´czaki

P∏aziƒce

Niezmogowce
„Obleƒce"

Stawonogi

Ramienionogi

Strunowce

Szkar∏upnie

Parzyde∏kowce

Gàbki

PierÊcienice

JÑDR

OW

CE

POWSTAWANIE
TYPÓW
ZWIERZ¢CYCH

x

x

WSZYSTKIE ZWIERZ¢TA

wywodzà si´ z pierwszych komórek eukariotycznych

(majàcych jàdro otoczone b∏onami), które pojawi∏y si´ przed mniej wi´cej 2 mld lat.
W czasie pierwszego epizodu ziemskiej kuli Êniegowej, nieco ponad miliard lat
póêniej, jàdrowce wcià˝ pozostawa∏y na etapie jednokomórkowych pierwotnia-
ków i nitkowatych glonów. Jednak pomimo skrajnych warunków klimatycznych,
które mog∏y doprowadziç do „od∏amania” z drzewa rodowego jàdrowców wielu ga-
∏´zi (linie przerywane), wszystkie 11 typów zwierz´cych, które kiedykolwiek za-
mieszkiwa∏y Ziemi´ pojawi∏y si´ niemal jednoczeÊnie w wàskim oknie czasowym
tu˝ po zakoƒczeniu ostatniego epizodu lodowego. D∏ugotrwa∏a izolacja genetycz-
na i presja selekcyjna zwiàzana z warunkami lodowymi mo˝e byç odpowiedzial-
na za t´ eksplozj´ nowych form ˝ycia.

HEIDI NOLAND

tycznego, gdy˝ tylko organizmy zdol-
ne natychmiast wytworzyç odpowied-
nie mutacje b´dà w stanie nabyç nowe
cechy, dzi´ki którym zyskajà przysto-
sowania do nowych warunków i po-
zostawià po sobie liczne potomstwo.

Zamieszkujàce ujÊcia goràcych êró-

de∏ zespo∏y organizmów, bardzo izo-
lowane od siebie pod zamarzni´tà po-
wierzchnià globu, musia∏y w ciàgu
milionów lat gromadziç zmiennoÊç
genetycznà. Kiedy dwie po∏àczone
kiedyÊ populacje sà oddzielone od
siebie i poddane przez d∏ugi czas
wp∏ywowi ró˝nych warunków, ist-
nieje du˝e prawdopodobieƒstwo, ˝e
w którymÊ momencie kumulacja
zmian genetycznych przekroczy gra-
nice gatunkowe. Odtwarzanie bogac-
twa ˝ycia, nast´pujàce po ka˝dym
zlodowaceniu, b´dzie zachodziç w
warunkach niezwyk∏ych i szybko
zmieniajàcych si´ nacisków selekcyj-
nych, bardzo odmiennych od tych,
które panowa∏y przed nadejÊciem
wielkich mrozów; równie˝ takie wa-
runki powinny sprzyjaç powstawa-
niu nowych form ˝ycia.

Rudwick nie poszed∏ wystarczajà-

co daleko, wyst´pujàc ze swà tezà
o wp∏ywie ocieplenia klimatu pod ko-
niec neoproterozoiku na ewolucj´ wcze-
snych zwierzàt. Okazuje si´, ˝e same
gwa∏towne zmiany klimatyczne mog∏y
odegraç wa˝nà rol´ w kreowaniu no-
wych form zwierz´cego ˝ycia.

MówiliÊmy ju˝, ˝e znane z ca∏ego

Êwiata osady lodowcowe i pokrywajàce
je wapienie neoproterozoiku wskazujà
na sukcesj´ niezwyk∏ych wydarzeƒ kli-
matycznych – etap zamarzni´tej kuli
Êniegowej i nast´pujàcy po nim krótszy,
ale nie mniej dramatyczny etap cieplar-
nianego Êwiata. Rodzi si´ jednak oczy-
wiste pytanie, co spowodowa∏o te dra-
maty i dlaczego nie powtórzy∏y si´ one
w póêniejszych, bli˝szych nam czasach?
Pierwsza mo˝liwoÊç, którà warto rozwa-
˝yç, to „efekt bladego S∏oƒca” – w neo-
proterozoiku nasza gwiazda wysy∏a∏a
promieniowanie o 6% s∏absze ni˝ dziÊ,
dlatego Ziemia ∏atwiej mog∏a pogrà˝yç
si´ w mroênym letargu. Powolne roz-
grzewanie si´ S∏oƒca mog∏oby t∏uma-

czyç, dlaczego zjawisko kuli Êniegowej
nie powtórzy∏o si´ ju˝ wi´cej w historii
Ziemi. Tyle tylko, ˝e mamy ca∏kiem moc-
ne dowody, ˝e nic podobnego nie zda-
rzy∏o si´ równie˝ w ciàgu co najmniej
miliarda lat, który poprzedza∏ te neopro-
terozoiczne konwulsje klimatyczne, choç
S∏oƒce by∏o wówczas jeszcze zimniejsze.

Byç mo˝e lepszym wyt∏umaczeniem

tego, co si´ sta∏o, jest nietypowy rozk∏ad
kontynentów neoproterozoicznych –
wszystkie skupione by∏y w pobli˝u rów-
nika [ilustracja na stronie 72]. Kiedy làdy
po∏o˝one sà bli˝ej biegunów – jak to ma
miejsce obecnie – zawartoÊç dwutlenku
w´gla w atmosferze pozostaje na wy-
starczajàco wysokim poziomie, by utrzy-
maç odpowiednià temperatur´ planety.
Kiedy globalna temperatura obni˝y si´
tak, ˝e na obszarach polarnych powsta-
nà pokrywy lodowe (jak dziÊ na Gren-
landii i Antarktydzie), wstrzymane zo-
stanie tym samym wietrzenie chemiczne
zalegajàcych pod nimi ska∏. Kiedy pro-
ces wiàzania w´gla zostanie zahamowa-

ny, st´˝enie CO

2

w atmosferze usta-

bilizuje si´ na poziomie wystarczajà-
cym do powstrzymania dalszej eks-
pansji lodów. JeÊli jednak wszystkie
kontynenty skupione sà w pobli˝u
równika, pozostanà bez lodu pomi-
mo sta∏ego ozi´biania si´ Ziemi. „Wy-
∏àcznik bezpieczeƒstwa” z napisem
CO

2

przestaje dzia∏aç, poniewa˝ wià-

zanie w´gla w osadach mo˝e zacho-
dziç bez ograniczeƒ.

Prawdopodobnie nigdy nie dowie-

my si´, co uruchomi∏o lawin´ proce-
sów i doprowadzi∏o do powstania
ziemskiej kuli Êniegowej, gdy˝ wcià˝
nie umiemy modelowaç wielkoska-
lowych zmian klimatycznych Ziemi,
a nawet precyzyjnie symulowaç pro-
cesów zachodzàcych dziÊ w atmos-
ferze. Jak wielkie zmiany sà mo˝liwe
i co nas czeka w przysz∏oÊci? Musi-
my bardzo ostro˝nie podchodziç do
wszelkich prognoz. W ciàgu ostatnie-
go miliona lat Ziemia znajdowa∏a si´
w najch∏odniejszym stanie od czasu
pojawienia si´ na niej zwierzàt, ale
nawet w okresie najwi´kszej ekspan-
sji làdolodów przed 20 tys. lat nic nie
wskazywa∏o, by grozi∏ nam powrót

„kuli Êniegu”. W ciàgu kolejnych kilku-
set lat b´dziemy raczej trapiç si´ k∏o-
potami klimatycznymi, wywo∏anymi
przez cz∏owieka i indukowanym przez
nas efektem cieplarnianym [patrz: Tho-
mas R. Karl i Kevin E. Trenberth,
„Wp∏yw cz∏owieka na klimat”; Âwiat
Nauki, styczeƒ 2000]. Ale czy w bardziej
odleg∏ej przysz∏oÊci mo˝e powtórzyç si´
mroêny scenariusz z neoproterozoiku?

Szczyt nast´pnej epoki lodowcowej na-

dejdzie nie wczeÊniej ni˝ za kolejnych
80 tys. lat, wi´c up∏ynie z pewnoÊcià du-
˝o czasu, zanim poznamy w∏aÊciwà od-
powiedê. Nie wiemy, w jakim kierunku
zmieniaç si´ b´dzie klimat Ziemi w ciàgu
milionów lat. JeÊli dotychczasowa ten-
dencja, trwajàca ostatni milion lat, utrzy-
ma si´ i jeÊli polarny „prze∏àcznik bez-
pieczeƒstwa” przestanie dzia∏aç, byç
mo˝e staniemy ponownie w obliczu
prawdziwie wielkiego mrozu, który
znów pchnie ˝ycie na ca∏kiem nowe tory.

T∏umaczy∏

Marcin Ryszkiewicz

Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000 77

Ogieƒ i lód

Jedni twierdzà, ˝e Êwiat nasz zginie

w morzu ognia.

Drudzy – ˝e pod pokrywà lodu.
Temperatura ˝àdzy nie jest zbyt

∏agodna –

Wiem coÊ o tym, wi´c trzymam

z prorokami ognia.

Lecz gdyby Êwiat mia∏ zginàç

z jakiegoÊ powodu

Dwa razy – znam te˝ na tyle

nienawiÊç,

Aby rzec, ˝e zag∏ada za pomocà

lodu

Równie˝ nie mo˝e nam sprawiç

Zawodu.

Robert Frost, 55 Wierszy

Przek∏ad: Stanis∏aw Baraƒczak

Wyd. Arka, Kraków 1992

Informacje o autorach

PAUL F. HOFFMAN i DANIEL P. SCHRAG, obaj z Harvard University,
wnieÊli swà uzupe∏niajàcà si´ wiedz´ do prac nad ziemskà kulà Êniegowà.
Hoffman, geolog terenowy, przez wiele lat bada∏ najstarsze ska∏y, by wyja-
Êniç wczesne etapy dziejów Ziemi. Zorganizowa∏ te˝ dwie wyprawy do Na-
mibii, podczas których odkry∏ Êlady neoproterozoicznych zlodowaceƒ.
Schrag jest oceanografem i geochemikiem wykorzystujàcym izotopowe i che-
miczne analizy raf koralowych, a tak˝e dane z wierceƒ podmorskich do opi-
sania klimatów – tych sprzed miesi´cy i tych sprzed milionów lat. Wspólnie
podj´li si´ interpretacji geologicznych i geochemicznych Êwiadectw z Na-
mibii, aby wyjaÊniç fenomen ziemskiej kuli Êniegu i jej nag∏ego zaniku.

Literatura uzupe∏niajàca

ORIGIN AND EARLY EVOLUTION OF THE METAZOA.

Red. J. H. Lipps i

P. W. Signor. Plenum Publishing, 1992.

THE ORIGIN OF ANIMAL BODY PLANS.

D. Erwin, J. Valentine i D.

Jablonsky, American Scientist, vol. 85, nr 2, s. 126-137; III-IV 1997.

A NEOPROTEROZOIC SNOWBALL EARTH.

P. F. Hoffman, A. J.

Kaufman, G. P. Halverson i D. P. Schrag, Science, vol. 281,
s. 1342-1346; 28 VIII 1998.

THE FIRST ICE AGE.

Kristin Leutwyler. Na stronie intrnetowej

Scientific American:
www. sciam. com/2000/0100issue/0100hoffman.html.