在地球漫长的地质历史中，约7.2亿至6.35亿年前曾发生两次全球性冰封事件，地表从极地到赤道几乎被冰层覆盖，这个特殊时期被学界形象地称为“雪球地球”；长期以来，科学界对当时海洋环境温度多停留在理论推断——缺少可靠的定量数据。近日——由中国科学家领衔的国际团队在这一问题上取得突破。研究团队创新性地将铁同位素作为“古温度计”，对远古“铁建造”沉积岩开展系统分析，首次获得“雪球地球”时期海洋温度的定量证据。作为现代钢铁冶炼的重要矿石来源，“铁建造”这种由富铁层与富硅层交替组成的古老沉积岩，为重建远古海洋环境提供了关键线索。研究发现，约7亿年前“铁建造”的铁同位素值出现显著正偏，这一异常特征指向极低温的形成环境。经严谨计算，研究团队得出结论：“雪球地球”时期局部海洋温度可低至约零下15摄氏度，比现代最寒冷的深海还要低近20摄氏度。这一结果不仅验证了“地球历史上海洋可能达到最低温度”的判断，也首次给出了明确的数值范围。有一点是，即便在如此低温条件下，海水仍未完全冻结。研究更表明，当时局部海水盐度极高，可将冰点降低至约零下11摄氏度，与温度推算结果相互印证。围绕这一现象，研究团队提出解释：这种低温高盐的水体可能形成于巨大冰架底部。类比现代南极的“冰泵”循环机制，冰架的融冻过程会排出盐分，使底层水体逐步演化为低温、高盐的卤水区。这一发现为理解全球冰封背景下仍可能存在的特殊微环境提供了重要证据。该研究的意义不仅在于对远古极端气候进行定量刻画，也对多个领域带来启发：为讨论早期生命在极端环境中的生存条件提供线索；为认识地球气候系统的极端变化模式提供参考；为评估未来可能出现的气候突变提供历史对照。研究所采用的铁同位素方法，也为古气候重建提供了新的技术路径。
从“推测有多冷”到“量化低至何处”，对约7亿年前极端海洋环境的定量刻画，不只是更新一个温度数字，更为研究地球气候突变机理补上了关键证据。只有厘清极端事件的边界条件，才能更准确地理解气候系统如何跨越临界点、海洋如何在严苛约束下仍维持局部活跃过程，也才能为认识当代极地变化与全球气候风险提供更扎实的历史参照。