几十亿年前，海洋可能并不像人们通常认为的那样热，而是温度要温和得多。这是哥廷根大学和波茨坦德国地球科学研究中心 (GFZ) 的研究小组得出的结论。
科学家们分析了“燧石”——由海水和分泌二氧化硅的生物遗骸形成的沉积岩。使用这些“时间胶囊”，研究小组表明，氧同位素比率是由固体地球的冷却决定的，对海水温度的依赖较小。结果发表在PNAS上。
年龄在 3.85 到 25 亿年之间的古代燧石怎么会如此富含较轻的氧同位素(氧 16 或16 O)?这些宝贵的时间胶囊实际上记录了哪些关于地球历史的信息?为了探究这个地球科学中存在了几十年的谜团，研究小组检查了来自中国东南部大约 5.5 亿年历史的燧石。
这些样本表明，在沉积泥浆沉积后，燧石的无定形前体在地表以下数百米处重新结晶，记录了深处的温度——而不是上方海洋的温度。这一发现激发了氧同位素比率可能取决于地球内部热流的想法——从一个全新的角度来看待这个古老的谜团。
“我们的计算表明，当热流较高时，氧 16 的比例会变高，因为再结晶发生在较高的温度下，”哥廷根大学地球科学中心的初级教授 Michael Tatzel 说。同时，海水在这些条件下富含氧 16。
这解决了为什么古代燧石中含有大量较轻的氧同位素的难题：早期地球上的热流大约是现代值的两倍。“过去，燧石显然不是海水温度的准确记录器。我们的发现意味着我们需要以全新的方式解释燧石中的氧同位素，”Tatzel 说。
来自 GFZ Potsdam 的共同作者 Patrick Frings 补充说：“我认为这项工作将为未来几年的一些令人兴奋的新发展打开大门，因为我们对热流效应的理解将允许更准确地重建深层地质时期的海水温度。此外，我们将能够破译古代沉积盆地的热结构和构造历史。”
热流对燧石中氧同位素影响的计算结果也意味着太古宙燧石的同位素含量较轻，这表明早期地球上的气候为温带至温暖——热海洋似乎不太可能。这一结论对于理解年轻地球上生命的进化至关重要。
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