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过去数十亿年来，地球上的气温并非一直保持一个水平，地球有时很热，例如，1亿年前的恐龙时期，全球气温比现在高了3 ℃；5亿年前的寒武纪，全球气温更是高达21 ℃，比现在高了7 ℃。
另一方面，地球有时也会很冷，例如，2万年前的末次冰盛期，全球气温比现在低了6 ℃。而在24至21亿年前的古元古代，地球更是冷到极致。当时，赤道和海洋也被冰雪覆盖，整个地球被冻成了一个大雪球，这就是休伦冰河时期。
同时，还有一种致命“毒气”扩散到全球，彻底改变了地球生命的进化历程。那么，这场气候剧变是怎么引起的呢？地球后来还发生过此类严重的冰河时期事件吗？
这还要从地球生命的演化说起。早在40多亿年前的原始海洋中，进化出了最早的生命。在随后漫长的数十亿年里，地球生命形式都是十分原始的单细胞生物。早期地球大气中基本上不存在氧气，主要成分为氮气、二氧化碳和甲烷，那时的生命都是厌氧生命。
到了24亿年前，蓝藻出现在地球上，这种细菌彻底改变了地球的生态系统。蓝藻吸收二氧化碳和太阳光，通过光合作用产生能量，同时还会排放出一种废气——氧气，这种细菌是地球上最早的光合放氧生物。当时陆地上并没有任何植物，大地一片荒凉。
虽然目前绝大部分的地球生命都离不开氧气，但早期地球生命都是生活在无氧的环境中，氧气对于它们来说就是一种致命的“毒气”。随着蓝藻的大规模繁殖，大量的氧气被释放到大气中，并且扩散到全球，使得大气中的氧气浓度急剧升高，这就是著名的大氧化事件。
沉积岩中存在着大氧化事件的关键证据。地质学家分析了一处25亿年前的沉积岩，发现其中包含铀矿和黄铁矿，主要成分为二氧化铀（UO2）和二硫化铁（FeS2），这意味着当时地球大气中几乎没有氧气，否则铀和铁都会被进一步氧化为高价的状态。
然而，在铀矿和黄铁矿之上的更年轻沉积岩中，低价的铀和铁消失，取而代之的是出现了红色的砂岩，其中包含了三氧化二铁。铁已经被氧化成+3价，这意味着后来的氧气浓度突然陡增。
大氧化事件对于绝大多数厌氧生物是灭顶之灾，地球生命经历了一次重大洗牌。不仅如此，这次事件还导致地球经历了最为严重的一次冰河时期，持续3亿年，地球陷入了“雪球地球”模式。当然，在那3亿年期间，并不是每天都在下大雪，而是那时地球异常寒冷。
大气中的甲烷和二氧化碳都是温室气体，前者的温室效应是后者的30倍，它们就像盖在地球上方的大棉被一样，让地表保持温暖。然而，由于蓝藻制造出了大量的氧气，导致甲烷不断被氧化成二氧化碳和水，它们成了微量气体。
同时，蓝藻的光合作用还消耗了大量的二氧化。于是，缺乏温室气体的地球开始降温了。不过，科学家推测，大氧化事件只是其中一个主要诱因。如果只是这个原因，地球不可能会遭受如此严重的冰河时期。
研究表明，当时的火山不知何故陷入了死寂。在2.5亿年的时间里，鲜少有火山喷发，所以进入大气中的二氧化碳会大幅减少，原本火山活动会向大气中释放出大量的二氧化碳。
此外，当时的太阳也要比现在冷，地球接收到的太阳辐射也会更少。因为早期太阳的核心大都是较轻的氢，引力作用较弱，核聚变反应速率较低，每秒产生的能量也会更少。随着太阳核心积累越来越多的氦，核聚变反应速率不断加快，太阳变得越来越热。24亿年前，太阳的辐射强度约为现在的85%。
综合以上多种原因，全球气温大幅度下降，开始了持续长达3亿年的休伦冰河时期，全球气温降至-50 ℃，就连赤道都被冰封，整个地球变成了一个大雪球。在7亿年前，地球也陷入了雪球地球模式，但持续时间只有2000万年。
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