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7亿年前，盐可能帮助地球变成了“雪球”
明亮的盐晶体可能有助于将雪球地球锁定在冰中。
来源:ZME科学大约 7.15 亿至 6.35 亿年前，地球经历了非凡的冰川期，期间冰到达热带纬度。这一事件在地质史上是史无前例的，使之前或之后发生的任何冰河时代都相形见绌。科学家们亲切地将这一时期的地球称为“雪球地球”。
必须发生很多事情才能让冰几乎覆盖整个星球及其海洋。一旦水变成冰，它就不再有效地吸收热量，而是反射阳光，使地球冷却并允许更多的冰扩散。地质证据表明，至少有两次成冰期冰川作用达到了惊人的低纬度。
但是这个简单的失控冻结图片有一个问题。在热带地区，雪球地球极其干燥。即使在严寒中，冰也会慢慢地直接变成水蒸气，就像冰块在冰箱中收缩一样。因此，由于那里下的雪很少，冰消失的速度应该比替换的速度快，逐渐暴露出裸露的海冰。颜色较深的冰应该减缓了全球变冷的速度。
然而，一项新的研究表明盐可能已经取代了冰反馈减弱的地方。当海冰升华时，可能会留下盐晶体。这些晶体极其明亮，使地表能够不断反射阳光，并有助于使地球更深地陷入冰冻。
“我们的结果表明，盐分沉淀可能在塑造雪球地球的早期气候方面发挥了作用，”研究人员写道。
冰冻的海洋如何被盐覆盖
此前，在《自然通讯》杂志上，研究人员报告了雪球地球事件中首次测量的海水温度，平均值为 -15°C (5°F)。这是地球历史上测得的最冷的海水温度。
如果海水结冰，大部分盐不是会留在海洋的液体部分吗？
是的。不断增长的海冰将大量盐分排出。但它并不能驱逐一切。微小的浓缩盐水仍然被困在冰里。随着温度下降，溶解在盐水中的不同化合物开始结晶。
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一些盐可以在极低的零下温度下开始沉淀。研究人员指出，芒硝可以在负 8 摄氏度（负 18 华氏度）左右出现，而水卤石（氯化钠的水合形式）则在负 23 摄氏度（负 9 华氏度）左右开始形成。在负 36 摄氏度（负 33 华氏度）左右，即使是冰中最后的咸味液体也无法再保持液态，并开始冻结成固体盐晶体。
然后升华完成剩下的工作。水分子从冰中逸出到大气中，而盐则不会。逐渐地，晶体会集中在表面，就像水从盘子中蒸发时留下的残留物一样。
此前，2015 年对南极海冰的一项研究观察到盐在寒冷的风吹冰中结晶，并发现其反射率随着温度下降而增加。在 2016 年对模拟雪球地球表面的一项研究中，研究人员观察到升华的咸冰形成了一层薄薄的水卤石地壳。
所缺少的是将物理原理放入雪球地球气候模型中。
盐会加深冰冻，但会增加逃生的难度
所有这些可能有助于解释已经寒冷的地球如何进一步陷入极端冰川。但在它解释了一个谜团的同时，它也引入了它自己的问题。
Samuelsberg 和他的同事使用一个简化的模型来实现这一目标，该模型跟踪阳光、热传输和表面反射率如何跨纬度相互作用。他们假设裸露的海冰反射了大约 55% 的入射阳光。冰雪反射率为 80%。富含水卤石的盐表面反射率高达 93%。
一旦盐反馈打开，该模型就会形成一种新的、明显更冷的雪球地球状态，其中反射沉积物覆盖了热带深处的裸露冰。对于许多看似合理的模型设置组合，冷却行星会自然进入这种含盐状态，而不是无盐雪球。
在模拟中，被盐覆盖的雪球更难解冻。与没有盐的其他类似雪球相比，地球需要更强的温室变暖才能摆脱它。
冰川消退是雪球地球故事中最难重现的部分之一。模型必须解释如何积累足够的二氧化碳来克服被高反射冰覆盖的行星。如果盐使表面更加明亮，它可能会加剧最初的冻结，同时增加最终解冻的障碍。
因此，研究人员并没有声称地球在整个雪球事件中都保持着盐壳。他们的模型并没有模拟流动的冰，并且在很长一段时间内，向赤道移动的冰川会将越来越多的新鲜冰带入热带地区，从而可能减少可用的盐量。他们也无法确定地壳能存活多久。
云层也可能会在阳光到达盐分之前阻挡阳光，从而削弱这种效果。 2022 年《自然地球科学》的一项研究表明，不确定的热带云对雪球地球模拟的影响有多大。灰尘会使盐变黑，而风可能会吹走晶体。新模型不包含这些过程。
就目前而言，盐只是雪球地球的一种有趣的成分和潜在的帮凶，但其贡献的规模仍不清楚。
作者将他们的工作描述为“对盐反照率反馈可能影响的初步调查”。如果更复杂的气候模型证实了这一点，地球上最极端的冰冻之一可能会比科学家想象的含盐量高得多。
这项新研究发表在《过去的气候》杂志上。