|
. [* z- i! J5 T, V" m: Z4 m2 { 近日，中国科学院地质与地球物理研究所路凯、冯连君等领衔的国际研究取得突破性进展。团队创新性地利用铁同位素作为“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。研究发现，当时局部海洋温度可低至约-15℃，同时盐度远超现代海水。相关成果近日发表于《自然·通讯》。 
/ C F& B9 f: ?7 P% u* M! J: r 图为“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 ' p0 q* U9 L# T; `% _
约7.2亿至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：雪球地球时期的海洋一定冷的离谱。但到底有多冷？长期缺乏约束。 ' X3 \, a; \- p S
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。铁建造是现代钢铁冶炼的主要矿石，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（δ⁵⁶Fe）比地质历史上的任何时期都“系统性偏正”，指示极低温环境！
! N# m* |6 S, d; a8 J0 H3 t1 o 为何低温会导致铁同位素信号偏正？研究揭示，在铁元素氧化沉淀形成铁建造的过程中，温度越低，产生的同位素信号越偏正。基于温度与同位素分馏的关系，团队推算出雪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℃。
- o0 F- Z6 N) @ 在如此低温下海水何以未完全结冰？研究进一步通过Sr/Ba比值盐度指标，证实当时局部水体盐度极高（约150 psu），足以使冰点降至约-11℃，与温度推算结果相互印证。
. Y% X7 w- X# Z+ _/ @0 h/ p 如此极端的环境是如何形成的？研究认为，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。
9 v, l" U( R$ T 该成果首次为“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。 8 D1 n+ O$ }$ L3 F
(来源:人民日报客户端) 1 A! Y7 } Z* s
- @# m& V3 s( ?4 b$ k
# y" _. S, d9 p9 z1 C8 ?0 }* R8 i
# R |7 O( u. j( n& [2 p' k7 {
| 
