中国科学院地质与地球物理研究所的冯连君正高级工程师与路凯博士共同带领团队,通过铁建造样品的分析,成功锁定了约7亿年前“雪球地球”时期的海洋环境参数。这次突破为长期困扰科学界的“雪球地球”极端海洋环境研究提供了定量依据。 全球科学界对这一时期的关注由来已久,约在7.2亿到6.35亿年前,地球经历了两次近乎完全冰封的阶段。传统假说认为当时的冰层从极地延伸至赤道,但这种极端寒冷状态下的海水温度究竟有多低,一直缺乏直接证据。此次研究通过独创的铁同位素方法,给出了低温标签式的答案:局部海水温度可能低至零下15摄氏度左右。 为了解释在如此低的温度下仍有液态水存在的奥秘,研究团队揭示了极高的盐度问题。计算显示当时的盐度至少是现代海水的四倍,这种高盐分将水的冰点压低至零下11摄氏度左右,从而与测得的低温值相吻合。这一过程与南极冰架下存在的“冰泵”循环类似,巨大的冰层压力迫使海水排出并浓缩盐分,形成高盐度的液态微环境。 在这种黑暗、寒冷且高盐的环境中发生了铁质的氧化与沉淀。这次发现证实了即便全球被冰层覆盖,地球仍存在局部的液态水避难所。这项成果为解释早期生命如何在冰期存活提供了新线索,也展示了地球气候系统曾经历的剧烈波动与韧性。中国科学院团队的这项研究不仅是古气候领域的重要突破,更凭借方法创新揭示了数十亿年前地球的极端面貌。它如同打开了一扇窥探地球过去气候临界状态的窗口,彰显了我国科研人员在前沿科学问题上的创新活力与国际合作中的引领作用。