約7億年前“雪球地球”海洋有多冷？最新研究首次揭示約-15℃

（來源：中國環境網）

轉自：中國環境網

地球地質歷史上最低海洋溫度——約7億年前的“雪球地球”冰期時海洋有多冷？中國科學家領銜的國際合作研究首次發現，當時局部海洋溫度可低至約-15℃，同時鹽度遠超現代海水。

記者2月1日從中國科學院地質與地球物理研究所獲悉，該所路凱博士后、馮連君正高級工程師和羅斯·米歇爾(Ross Mitchell)研究員等領導的國際合作團隊，最近創新利用鐵同位素作為“古溫度計”，首次對約7億年前的“雪球地球”冰期海洋溫度給出直接定量證據。相關論文近期在國際學術期刊《自然-通訊》發表，并獲《自然》等作亮點報道。

“雪球地球”時期冰架底部高鹽度鹵水池的形成及其中的鐵氧化沉淀過程。中國科學院地質與地球物理研究所 供圖

這項突破性研究成果，首次為“雪球地球”極寒海洋環境提供了定量證據，揭示全球冰封背景下仍可能存在特殊微環境，為探索早期生命在極端氣候中的存續環境和機制提供新線索，也對認識地球氣候劇烈變化具有重要參考價值。

研究團隊介紹說，約7.2億年至6.35億年前，地球曾兩度陷入持續時間長達數百萬年之久的全球冰封，整個地球表面從極地到赤道均被冰層覆蓋，海洋也被凍結，被稱為“雪球地球”。與今日表層平均溫度約17℃的海洋不同，此前的研究推測，“雪球地球”時期為地球史上最低海洋溫度，海洋一定冷得離譜，但到底有多冷？長期以來缺乏定量研究和結論。

在本項研究中，研究團隊通過分析遠古“鐵建造”中的鐵同位素，破解了這一難題。作為現代鋼鐵冶煉的主要礦石，“鐵建造”是一類由富鐵層和富硅層交替組成的古老沉積巖。他們發現，約7億年前的“雪球”時期的“鐵建造”的鐵同位素值比地質歷史上的任何時期都“系統性偏正”，指示極低溫環境。

基于溫度與同位素分餾的關系，研究團隊推算出“雪球地球”期間“鐵建造”形成環境的溫度約為-15±7℃，這一溫度比現代最寒冷的深海還要低近20℃。如此低溫下海水為何未完全結冰？他們進一步通過研究證實，當時海洋局部水體鹽度極高，足以使冰點降至約-11℃，這也與溫度推算結果相互印證。

研究團隊認為，這種極端環境可能形成于巨大冰架底部，類比現代南極的“冰泵”循環，冰架融凍過程可排出鹽分，在底層形成低溫、高鹽鹵水區。