在中国科学院地质与地球物理研究所，冯连君研究员和路凯研究员及其团队做出了一项重要发现。他们通过分析南极地区古老的铁建造岩石，首次定量揭示了“雪球地球”时期极寒海洋的环境温度。这个温度被锁定在零下15摄氏度左右，误差不超过正负7摄氏度。要知道，现在地球表面的海水平均温度大约是17摄氏度，就算是地球上最寒冷的深海底部也只是零下4摄氏度。 这次研究的焦点是铁建造这种岩石，它由富铁和富硅层交替构成。尽管它在现在的钢铁工业中非常重要，但在古环境研究中，它更是一个珍贵的“硬盘”，记录了地球的气候信息。研究团队创造性地利用了铁同位素作为高灵敏度的温度计来进行分析。 在大约7亿年前形成的铁建造中，他们发现了铁同位素组成的“系统性偏正”特征。这个异常信号就是极端低温留下的指纹。科学家推测，当铁元素从海水中氧化沉淀形成铁建造时，环境温度越低，产生的铁同位素信号就越偏向正值。 这个发现让科学家们提出了一个疑问：既然温度那么低，海水为什么没有完全冻结？答案藏在古盐度里。通过分析锶钡比值（Sr/Ba），他们发现当时这些局部水体的盐度非常高，可达约150实用盐度单位，比现在的海水高很多。如此高的盐分足以把海水的冰点降低到零下11摄氏度左右。 这就是为什么在那种极端低温下海水也没有冻结成冰盖的原因。研究人员进一步推测，这种低温高盐环境可能存在于巨大冰架底部。类比南极冰架下的“冰泵”循环过程，这个过程持续排出盐分，在封闭或半封闭的空间内汇聚形成低温、超高盐度的卤水池。 这次研究不仅给“雪球地球”假说提供了直接定量温度证据，还揭示了地球系统内部可能存在特殊的微环境。这些发现暗示生命可能在这些相对隔离的“避难所”中得以存续。同时，这个研究也为深入理解地球气候系统的极端演变过程和反馈机制提供了重要参考价值。 这项工作是由我国科学家主导的，展示了我国科研人员在深时地球科学领域的创新能力和国际影响力。大约7.2亿至6.35亿年前地球曾两度陷入“雪球地球”深度冰期，浩瀚海洋被冰层覆盖。对于这个时期海洋具体温度的问题一直以来缺乏确凿的定量约束，这次研究终于把这个问题解决了。