突破“雪球地球”海洋温度之谜:科学家首次给出约7亿年前海水低至-15℃定量证据

长期以来,科学界对地球历史上两次全球冰封事件"雪球地球"(约7.2亿至6.35亿年前)的海洋环境认知存在重大空白;虽然推测当时海洋温度极低,但一直缺乏直接证据支撑。该难题近日被我国科研团队攻克。 研究团队创新性地将铁同位素作为"温度计",对远古铁建造沉积岩进行系统分析。这类由铁硅交替层构成的岩石记录了地球早期环境信息。通过精密测定铁同位素比值(δ⁵⁶Fe),科学家发现"雪球时期"样本呈现显著偏正特征,这是迄今发现的最极端低温信号。基于同位素分馏与温度的定量关系,团队计算出当时冰架底部水体温度达-15±7℃,比现代深海最低温还要低20℃。 针对"超低温海水为何未完全冻结"的问题,研究继续通过锶钡比值证实:冰架底部存在盐度高达150psu(现代海水约35psu)的卤水区,其冰点可降至-11℃。这种环境与现代南极"冰泵效应"类似——冰层反复冻融排出盐分,在底层形成高密度卤水池。 该研究具有重要科学价值。首次为"雪球地球"理论提供定量温度证据,证实全球冰封下仍存在局部液态水环境,这对解释寒武纪生命大爆发前的生命延续机制至关重要。同时,极端气候与微环境并存的现象为预测当前全球变暖背景下的气候突变提供了古气候参照。 项目负责人表示,下一步将扩大样本采集范围,构建更精确的古气候模型,并探索极端环境中微生物活动的化学痕迹。这项研究不仅拓展了地球系统科学的认知,其创新的同位素分析方法也将推动古气候研究技术的进步。

"雪球地球"的发现曾震撼地球科学界,这项新研究更揭开了这个极端气候事件的面纱;从定性推测到定量证据,从宏观气候到微观微环境,科学家们正在逐步还原地球历史上最寒冷时期的真实面貌。这不仅深化了我们对地球过去的认识,也为理解生命的韧性和适应能力提供了新的启示。在面对当今气候变化挑战之际,研究地球历史上的极端气候事件更显得意义重大。