В настоящее время, изотопные исследования показали, что температура Земли свыше 2,5 млрд лет назад (архейский эон) была примерно на 30 градусов выше современного уровня. А на Марсе – на целых 100 градусов выше. Земная же атмосфера в то время была вдвое плотнее.
Слабость обогрева планеты Солнцем возмещала в то время за счёт внутреннего тепла. Ещё продолжались дифференциация недр, ведущая к выделению большого количества тепла. Больше было в породах и радиоактивного калия, распад которого давал существенный вклад в температурный баланс. Атмосферу подогревали реки и даже озёра лавы, нотепло она отдавала медленно – сказывался мощный парниковый эффект, создаваемый метаном, сероводородом, углекислотой.
Но уже три миллиарда лет назад ситуация на Земле начала меняться. Интенсивность вулканизма, а значит нагрева и подачи в атмосферу свежих газов, стала снижаться. Начала падать и плотность атмосферы. По планете разливались всё более полноводные моря, а углекислота растворялась в воде. Вступая в реакции с породами морского дна, углекислота минерализовалась, образуя карбонаты. Начали быстро расти острова лёгких осадочных пород — континенты.
Континенты высасывали углекислый газ из атмосферы, а скоро к этому процессу, внося еще больший вклад, подключились и живые организмы. Бактерии, в то время ещё водорододышащие, начали охоту и за лёгкими газами. На состав атмосферы постепенно оказывал влияние и выделяющихся фотосинтезирующими организмами кислород. Сначала он оставался в воде, расходуясь на окисление горных пород, а затем начал проникать и в атмосферу, реагируя с метаном и сероводородом.
То есть, к началу протерозойского эона — 2,5 миллиарда лет назад — свободного кислорода ещё было мало. Парниковый эффект и приток сейсмического тепла быстро убывали, — даже Луна, бодрившая недра приливами, уже удалилась на приличное расстояние. Солнце же ещё давало только 75% энергии по сравнению с современным уровнем.
Земля оказалась опасно близка к катастрофе. Выжигание метана давало дополнительные водяной пар и углекислоту, но пар покидал атмосферу.Углекислый же газ давал меньший по сравнению с метаном, парниковый эффект. Водород испарялся с планеты, а аммиак разложился, перейдя в азот. Это и дало протерозойской Земле углекисло-азотную атмосферу. Недостаток солнечного тепла она не могла компенсировать, и климат стал быстро охлаждаться.
Как и бывает в ледниковые периоды, похолодание высушило атмосферу, удаляя отражающие солнечные лучи облака, но укрыло планету снегом и льдом, которые отражают свет ещё лучше. 2,4 миллиарда лет назад началось великое Гуронское оледенение. Континенты, тогда не населённые даже бактериями, один за другим приобретали красивый белый цвет. Плавучие льды покрыли моря, решительно продвигаясь к экватору. Всё бодро шло к самому плачевному исходу. Могло быть даже и хуже, так как Солнце не торопилось вмешиваться.
В последний момент, когда до соединения снежных шапок на экваторе оставалось совсем немного, климатические процессы сцепились и уравновесили друг друга. Континенты почти по всей поверхности планеты промёрзли, что остановило течение рек, эрозию, накопление осадков, и замедлило минерализацию углекислоты. Температура упала не настолько, чтобы заморозить углекислый газ, поэтому парниковый эффект начал расти. Но бактерии, пользуясь оставшейся полоской открытой воды, продолжали выделять кислород и минерализовать углекислый газ. Они смогли вызвать кислородную катастрофу и, несмотря на вымирание почти 100% живых организмов, продолжили замораживать Землю уже полностью сменившимся составом.
Конфликт интересов наблюдался и в других областях. С одной стороны, оставшаяся полоса воды приводила к поступлению водяного пара в атмосферу и снегопадам. Но с другой стороны, и самой воды было немного. В результате, взаимоисключающие тенденции заморозили конфликт на 300 миллионов лет. Превратить Землю в «снежок» Гуронское оледенение не смогло, но и не отступало долго, пока 2,1 миллиарда лет назад увеличение светимости Солнца не переломило ситуацию. Климат стал улучшаться, хотя в протерозое и оставался достаточно суровым.
Еще более мощное оледенение, вплоть до экватора, началось 720 млн лет назад. Криогений продолжался около 85 млн. лет. Температура на экваторе была ниже –20°C.
Ссылки:
- Гуронское оледенениеURL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гуронское оледенение
- История развития Земли. Криогений. URL: https://maxpark.com/community/8596/content/7151485
- Сергей Ястребов
- «Химия и жизнь» №9, 2016. Кислородная революция и Земля-снежок.
Опубликовано в рубрике 
