本文原刊於 埃歐斯。 該出版物為 Space.com 上的文章做出了貢獻 專家之聲：專欄與見解。
地球在 7.17 億年前結冰。冰從兩極蔓延到赤道，黑暗的冰下海洋在沒有陽光來進行光合作用的情況下被淹沒。 地球 變成了一個未知的異國世界—“雪球地球”，連水都比冰還冷。
在自然界的交流中， 研究人員報告說 第一次測量陸地降雪的海水溫度：-15°C ± 7°C。如果這個數字成立，這將是地球歷史上測得的最冷的海水溫度。
“我們正在處理鹹鹽水”，他說 羅斯·米切爾中國科學院地質與地球物理研究所地質學家。 「這正是你今天在南極洲看到的情況，」他補充道，只不過地球的鹽水比今天南極洲冰雪覆蓋的維達湖 -13°C 的鹹泥漿還要冷一些。
過去的鐵
斯圖爾蒂安雪球是一場失控的氣候災難，發生是因為冰比陸地或水反射更多的陽光。冰反射陽光，使地球冷卻，從而形成更多的冰，反射更多的陽光，依此類推，直到整個世界最終被埋在厚達一公里的冰川之下。
這個不尋常的時期留下了不尋常的岩石：在大陸冰川與冰覆蓋的海洋交匯處堆積的生鏽的紅色鐵結構。為了測量雪球的溫度，研究團隊設計了一種新方法，將熨斗用作溫度計。
鐵形成物積聚在富含溶解鐵的水中。氧氣將易溶解的綠色「三價鐵」形式的鐵轉化為保持固態的生鏽紅色「亞鐵」鐵。這就是為什麼幾乎所有的鐵結構都是古老的，是大約 24 億年前地球大氣層開始充滿氧氣之前的遺跡，或者是來自較年輕的陸地冰的遺跡，當時海洋被冰封閉。由於無法從空氣或光合作用中吸收氧氣，陸地上黑暗、冰雪覆蓋的海水雪球耗盡了氧氣。
鐵 56 是最常見的鐵同位素，但較輕的鐵 54 更容易腐蝕。因此，當鐵在海洋中生鏽時，剩餘的溶解鐵會富含較重的同位素。在許多有限的、部分生鏽的循環中（例如缺氧的太古代地球上發生的情況），這種富集程度會增加，這就是為什麼與地球大氣層和充滿氧氣的海洋之後形成的鐵礦物相比，古代鐵地層含有同位素非常重的鐵。
雪球地球的鐵也很重，甚至比遙遠的、未成氧的過去形成的鐵還要重。研究人員意識到溫度可能是原因：在冷水中形成的鐵礦物質最終會變得更重。我們不知道古代鐵層堆積時的確切溫度有多熱，但很可能比雪球運動期間冰川到達赤道時更溫暖。根據先前對太古代海水溫度 25°C 的估計，研究團隊計算出，形成雪地地球鐵層的海水溫度會低 40°C。
這位地球化學家說：“這是一種非常有趣的新方法，可以獲得與鐵同位素數據不同的東西。” 安迪·赫德 伍茲霍爾海洋研究所的研究人員，他沒有參與這項研究。 “這是一個有趣的、倒退的情況，你使用更古老的岩石作為理解 7 億年前形成的東西的基礎。”
赫德認為，部分由於這種落後性，這項研究最好在定性上解釋為強有力的證據，證明海水確實很冷，但可能不完全是-15°C。
團隊也分析了鍶和鋇的同位素，確定地球海水的鹽度是現代海洋的四倍。 約亨·布洛克斯 沒有參與這項研究的澳洲國立大學教授表示，研究人員的結果與他基於不同方法對澳洲雪土沉積物鹽度的分析一致。這些岩石是在鹽水中形成的，布洛克斯認為鹽水的鹽度足以在凍結前達到-7°C。他說，另一個小組使用不同的方法得出了類似的結論，這使得這種極端情況聽起來更加合理。
「很高興得到額外的確認，證明天氣實際上非常非常冷，」他說。
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