记者从中国科学院地质与地球物理研究所获悉,该所研究员、冯连君正高级工程师领衔的国际研究团队,在古气候研究领域取得突破。团队运用铁同位素分析技术,测定出约七亿年前雪球地球时期的海洋温度,研究成果已在《自然·通讯》发表,并受到《自然》《国家地理》等学术媒体关注。雪球地球是地球历史上罕见的全球性冰冻事件。距今约七点二亿至六点三五亿年间,地球曾两度陷入全面冰封状态,冰层从极地延伸至赤道,海洋也被冻结,这种状态持续了数百万年。长期以来,科学界虽推测当时海洋温度极低,但因缺乏直接测量手段,具体数值始终是个谜。研究团队通过分析远古铁建造岩层中的铁同位素组成,解开了这个谜题。铁建造是由富铁层与富硅层交替沉积形成的古老岩石,是现代钢铁工业的重要矿石来源。论文作者之一、中国科学院地质与地球物理研究所路凯博士介绍,雪球地球时期形成的铁建造中,铁同位素呈现异常偏正特征,该数值与地球其他历史时期明显不同。铁同位素的偏正程度与温度呈负有关,温度越低,同位素信号越偏正,由此可以推算当时的海洋温度。测量结果显示,雪球地球时期局部海域温度可低至零下十五摄氏度。这一发现随即引出新的疑问:在如此低温下,海水为何未完全冻结?研究团队深入分析发现,当时局部水体盐度极高,约为现代海洋的四倍以上,高盐度使海水冰点降至零下十一摄氏度左右,与温度测算结果相互印证。研究团队认为,这种极寒高盐的环境很可能形成于巨大冰架底部。类似现代南极冰架下的冰泵循环机制,冰架底部融化与再冻结过程会排出盐分,形成高盐度卤水池,为液态水的存在创造条件。这一发现表明,即便在全球冰封的背景下,地球表层仍可能存在局部液态水环境。这项研究的科学价值体现在多个层面。首先,它为雪球地球假说提供了首个直接定量证据,将理论推测转化为可测量的数据。其次,极端环境中液态水环境的存在,为解释早期生命如何在恶劣气候条件下存续乃至演化提供了新思路。生命的延续需要液态水,这些特殊环境可能成为生命避难所,使生物得以度过漫长的冰封期。此外,该研究对认识地球气候系统的剧烈变化机制至关重要。雪球地球事件是地球历史上最极端的气候波动之一,深入理解这一时期的环境特征,有助于揭示气候系统的临界点与反馈机制,为预测未来气候变化趋势提供历史参照。
当人类面临日益严峻的气候变化挑战时,回望地球曾经历的极端冰期犹如一面镜子。这项穿越七亿年时光的温度测量不仅刷新了科学认知,更启示我们:自然界的恢复力远超想象,但生命延续的关键往往存在于那些看似不可能的微小环境中。正如研究者所言,"读懂地球的过去,或许正是为了更好守护它的未来"。