盐分可能在7亿年前将我们推向更深的雪球地球
《雪球地球》的艺术表现。图片来源：uux.cn马克·加利克/科学照片库/盖蒂图片社
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（汉娜·伯德）：我们的星球大约在7.2亿至6.35亿年前，经历了其漫长历史中最剧烈的气候状态之一。在地质学家称之为“雪球地球”的时期，冰盖从极地蔓延到热带，几乎覆盖了海洋和大陆，形成了全球性的冰冻。
这种极端气候的证据来自世界各地带有低纬度古冰川痕迹的岩石地貌——这些迹象表明地球表面被冰层覆盖，远远超出了我们今天极地的视野。
科学家们长期研究一种被称为冰反照率的反馈过程如何帮助锁定并放大这种深层寒感。反照率是衡量表面反射阳光量的指标;雪和冰都很明亮，会把大部分太阳能量反射回太空，随着更多能量扩散到地表，地球会进一步降温。
但发表在《过去气候》上的一项新研究探讨了另一个被忽视的反馈：在全球冰期初期，地球正从温暖气候过渡到完全冻结状态，海冰中出现的盐分可能在增强地球的冰层控制中发挥作用。
盐的气候效应
如今极地地区形成海冰时，它不会结冰为纯水。海水中含有盐分，随着冰层形成，大部分盐分会从冰晶格中被挤出。部分盐分会被困在盐水囊中，在非常寒冷干燥的条件下，它们可以结晶并从剩余的冰中沉淀出来。
在雪球地球上，作者认为这一过程可能在暴露于大气的广阔裸露海冰中广泛存在。
随着冰升华——即直接从固体变成水蒸气而不融化——被困在冰结构中的盐会以明亮白色盐晶体的残留物形式留在表面。在已经以高反射率为主的气候中，这种盐碱地壳本可以进一步增强地球的反射能力。用气候科学的术语来说，这又是一个正反馈：反射的阳光越多，变暖就越少，进而导致地球冰壳上积累更多的冰（这里指盐分）。
为了探讨这一效应的显著性，挪威北极大学（UiT）的研究人员构建了一个包含盐-反照率反馈的简单气候模型。
在他们的模拟中，一旦过程开始，它加速了雪球地球事件早期阶段已经开始的降温趋势。这表明盐分降水可能像加速器一样，将地球推入比单靠冰反照率过程可能达到的更深的冰冻状态。
此外，模型中盐反馈激活后，回归更温暖气候所需的升温远远超过无盐模拟，暗示该过程可能使冻结状态更抗熔化。
盐在气候模型中的重要性
海洋盐度影响水的密度、环流以及热量在海洋中的传播方式，所有这些都会反馈到全球气候系统中。以往的研究甚至表明，盐度差异会影响行星进入或退出雪球状态的难易程度。
实验室和实地研究表明，咸冰的反照率可能远高于普通冰或雪，但这些效应尚未被广泛纳入全球气候模型，尤其是用于研究地球深远历史的模型中。
从实际角度看，这意味着许多雪球地球的模拟可能低估了一旦冰开始脱落含盐残留物后，地表反射的程度。新结果表明，这一被忽视的过程或许有助于解释地球为何会进入如此深且持久的冻结，以及行星气候对表面看似微小物理过程的敏感性。
然而，研究人员强调这只是初步建模研究。目前尚不确定雪球地球上是否会形成并持续存在大型且持久的表面盐分沉积物，因此需要更详细的气候模型来测试当云、风和冰动力学等过程时这种反馈强度。
深冻的整体图景
雪球地球事件虽然极端，但并非偶发的奇观。据认为，它们在新元古代（约1000万至5.38亿年前）多次发生，这一时期气候剧烈波动可能也影响了早期生命的进化。理解这些事件的精确机制有助于科学家揭示地球气候系统在与当今截然不同的条件下的行为。
盐-反照率反馈并不能取代气候科学家长期研究的经典冰-反照率反馈。相反，它为复杂的过程相互作用增添了另一层，这些过程可以使行星进入（或退出）全球冰期。随着建模者不断完善工具并加入更详细的物理结构，我们可能会发现地球古代的冻结比以往岩石和模拟所展示的更加细致。
