约7亿年前“雪球地球”海洋有多冷?最新研究首次揭示约-15℃ 铁同位素揭秘极寒温度!地球地质历史上最低海洋温度出现在约7亿年前的“雪球地球”冰期。中国科学家领导的国际合作研究首次发现,当时局部海洋温度可低至约-15℃,盐度远超现代海水。
中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队,包括路凯博士后、冯连君正高级工程师和罗斯·米歇尔研究员等,创新利用铁同位素作为“古温度计”,对“雪球地球”时期的海洋温度进行了直接定量研究。相关论文已在国际学术期刊《自然-通讯》上发表,并受到《自然》等媒体的关注。
“雪球地球”时期,整个地球表面从极地到赤道均被冰层覆盖,海洋也被冻结。此前的研究推测这一时期为地球史上最低海洋温度,但具体有多冷一直缺乏定量证据。这项研究通过分析远古“铁建造”中的铁同位素,破解了这一难题。“铁建造”是一类由富铁层和富硅层交替组成的古老沉积岩。研究团队发现,“雪球地球”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?研究进一步证实,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,类似于现代南极的“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。这项突破性研究成果不仅为“雪球地球”极寒海洋环境提供了定量证据,还揭示了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了新线索,也对认识地球气候剧烈变化具有重要参考价值。约7亿年前“雪球地球”海洋有多冷?最新研究首次揭示约-15℃ 铁同位素揭秘极寒温度!
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