中新网北京2月1日电 (记者 孙自法)地球地质历史上最低海洋温度——约7亿年前的“雪球地球”冰期时海洋有多冷？中国科学家领衔的国际合作研究首次发现，当时局部海洋温度可低至约-15℃，同时盐度远超现代海水。
记者2月1日从中国科学院地质与地球物理研究所获悉，该所路凯博士后、冯连君正高级工程师和罗斯·米歇尔(Ross Mitchell)研究员等领导的国际合作团队，最近创新利用铁同位素作为“古温度计”，首次对约7亿年前的“雪球地球”冰期海洋温度给出直接定量证据。相关论文近期在国际学术期刊《自然-通讯》发表，并获《自然》等作亮点报道。
“雪球地球”时期冰架底部高盐度卤水池的形成及其中的铁氧化沉淀过程。中国科学院地质与地球物理研究所 供图
这项突破性研究成果，首次为“雪球地球”极寒海洋环境提供了定量证据，揭示全球冰封背景下仍可能存在特殊微环境，为探索早期生命在极端气候中的存续环境和机制提供新线索，也对认识地球气候剧烈变化具有重要参考价值。
研究团队介绍说，约7.2亿年至6.35亿年前，地球曾两度陷入持续时间长达数百万年之久的全球冰封，整个地球表面从极地到赤道均被冰层覆盖，海洋也被冻结，被称为“雪球地球”。与今日表层平均温度约17℃的海洋不同，此前的研究推测，“雪球地球”时期为地球史上最低海洋温度，海洋一定冷得离谱，但到底有多冷？长期以来缺乏定量研究和结论。
在本项研究中，研究团队通过分析远古“铁建造”中的铁同位素，破解了这一难题。作为现代钢铁冶炼的主要矿石，“铁建造”是一类由富铁层和富硅层交替组成的古老沉积岩。他们发现，约7亿年前的“雪球”时期的“铁建造”的铁同位素值比地质历史上的任何时期都“系统性偏正”，指示极低温环境。
基于温度与同位素分馏的关系，研究团队推算出“雪球地球”期间“铁建造”形成环境的温度约为-15±7℃，这一温度比现代最寒冷的深海还要低近20℃。如此低温下海水为何未完全结冰？他们进一步通过研究证实，当时海洋局部水体盐度极高，足以使冰点降至约-11℃，这也与温度推算结果相互印证。
研究团队认为，这种极端环境可能形成于巨大冰架底部，类比现代南极的“冰泵”循环，冰架融冻过程可排出盐分，在底层形成低温、高盐卤水区。 | 
