Minden jel szerint a bolygó szinte teljes felszínét jég borította. Ezt az időszakot „Hógolyó-Föld” (Snowball Earth) néven ismerheted. Olasz csillagászok és klímakutatók egy új tanulmányban próbáltak magyarázatot találni arra, hogy miért válhatott ez egyáltalán lehetségessé, és miért szinte kizárt egy ilyen forgatókönyv napjainkban.
A késő proterozoikum időszaka, amely körülbelül egymilliárdtól 541 millió évvel ezelőttig tartott, komoly éghajlati és geológiai változások kora volt. Ekkoriban hullott darabjaira a Rodinia szuperkontinens, és a Földön fokozatosan megjelentek a bonyolult többsejtű élőlények. Éppen ebben a korszakban történt több globális eljegesedés is, amelyek közül a legnagyobb nagyjából 650-től 635 millió évvel ezelőttig tartott. A „Hógolyó-Föld” hipotézis szerint a gleccserek ekkor a bolygó szinte teljes felszínét beborították, a nyílt, folyékony víz pedig gyakorlatilag eltűnt.
Hogy megértsék, hogyan kerülhetett a Föld ebbe az extrém állapotba, a kutatók lemodellezték az akkori éghajlati viszonyokat. Egyszerre több tényező hatását is megvizsgálták: a Nap fényerejét, a szén-dioxid-koncentrációt, a kontinensek elhelyezkedését, valamint a bolygó felszínének fényvisszaverő képességét.
A késő proterozoikumban a szárazföld nagy része a Rodinia szuperkontinensben egyesült. Ennek a masszívumnak egy jelentős része a trópusi szélességi körökön helyezkedett el, ahol a napsugárzás különösen intenzív. Maga a Nap azonban akkoriban körülbelül 5%-kal halványabban sütött, mint manapság. Emellett a szárazföldet még nem borította növényzet; a felszínt főként csupasz kőzetek és gránit alkották, amelyek kiválóan visszaverték a napfényt.
Éppen az albedó, vagyis a felszín fényvisszaverő képessége bizonyult a bolygó megfagyásának egyik kulcstényezőjének. A jég a ráeső fény akár 90%-át is visszaveri. Emiatt már egy kisebb lehűlés is láncreakciót indíthat el: minél több jég képződik, annál több fény verődik vissza az űrbe, és emiatt annál drasztikusabban zuhan a hőmérséklet.
A modellezés kimutatta, hogy a halványabb Nap és a Rodinia felszínének magas fényvisszaverő képessége együttesen elegendő volt ahhoz, hogy beindítson egy globális eljegesedést, akár 1000 ppm-es (milliomodrész) szén-dioxid-koncentráció mellett is. Összehasonlításképpen: a CO₂ jelenlegi szintje nagyjából 428 ppm.
Érdekesség, hogy ha a késő proterozoikum kontinensei úgy helyezkedtek volna el, mint napjainkban, a globális eljegesedés esélye drasztikusan lecsökkent volna. Ebben az esetben a „Hógolyó-Föld” csak akkor alakulhatott volna ki, ha a CO₂-koncentráció 400 ppm alá esik.
A tanulmány szerzői szerint azonban az igazán döntő szerepet a növényzet hiánya játszotta. A zöld növények sokkal több napfényt nyelnek el, mint a csupasz kövek és a homok. Amikor később megjelent a növényzet a Földön, a felszín albedója lecsökkent, így a globális megfagyás esélye is meredeken visszaesett.
A kutatók megjegyzik, hogy már egy 15% körüli albedó esetén is szinte lehetetlenné vált a „Hógolyó-Föld” forgatókönyv a késő proterozoikumra jellemző CO₂-szintek mellett. Ráadásul a mi Napunk már fényesebben ragyog, mint több százmillió évvel ezelőtt, ami a jelenlegi körülmények között rendkívül valószínűtlenné teszi egy teljes, globális eljegesedés megismétlődését.
A kutatás szerzői azt is hangsúlyozzák, hogy a növények nem csupán a fényvisszaverésen keresztül befolyásolják az éghajlatot. Aktívan részt vesznek a víz körforgásában, és növelik a légkör vízgőztartalmát, amely önmagában is egy erős üvegházhatású gáz. Így a növényzet megjelenése nemcsak a földi élet fejlődésében játszhatott kulcsszerepet, hanem a bolygó klímájának stabilizálásában is, mivel sokkal kevésbé valószínűvé tette az újabb globális „jégkatasztrófákat”.
