被忽視的鹽反照率回饋,將地球推向氣候極限凍成雪球
約 7 億年前,地球進入地質史上稱為「雪球地球」的極端冰河期,大部分地表都被冰層覆蓋。現在,科學家進一步發現地球這段期間之所以冷到幾乎無法解凍,背後有個出乎意料的平凡幫兇:海水結冰時被擠出來的鹽巴。
當海水結冰,大部分鹽分其實不會跟著鎖進冰晶結構,而是被擠出濃縮在冰晶周圍尚未結凍的海水,最終在足夠低溫度下結晶。隨著表面海冰慢慢從固體冰變成水蒸氣,鹽晶體會析出,於表面積聚成薄鹽層。
特隆瑟大學- 挪威北極圈大學 Aksel Samuelsberg 團隊指出,這些鹽結晶就像在冰面撒上「反光粉」,將最後一點溫暖陽光都踢回太空,光反照率高達 93%,相較之下雪冰反照率約 83%,而裸露海冰反照率約 67%。
團隊將該過程稱為「鹽反照率回饋」,根據團隊模型,鹽可能在零下 8~36℃ 開始結晶,此時冰層尚未完全覆蓋赤道,但隨著地球變冷,鹽會加劇氣溫下降程度,形成讓冰層不斷擴張的惡性循環:氣溫下降 → 海冰形成 → 鹽分結晶並堆積在冰面 → 冰面變亮 → 反射更多陽光 → 吸收熱量減少 → 氣溫進一步下降 → 更多鹽結晶 → 冰面更亮,局部冰封加速成全球冰封。
不過團隊也也坦承該模型並未納入其他可能削弱鹽效應的因素,比如:新形成的海冰從高緯度流向熱帶,稀釋含鹽海冰;雲可能遮蔽明亮鹽晶表面,降低反照率;風可能將鹽吹到正在降雪的區域,從而阻止大面積鹽床形成。
研究強調地球冰河期存在長期被忽視的放大機制,看似微小的地表過程(如鹽結晶)可能透過正向反饋產生巨大影響力,未來更複雜氣候模型若能納入「鹽反照率反饋」,或可更精準模擬地球歷史極端氣候事件轉變。
不過熱量進不來,當初這些冰又如何融化?答案是火山爆發。雖然地球表面被冰封,但地底岩漿依然活躍,衝破冰層後朝大氣噴吐大量二氧化碳,由於雪球地球時期沒有液態水降雨,二氧化碳只能瘋狂囤積在大氣,經過幾百萬年溫室效應強大到終於蓋過冰層反射,地球才因此「融化解凍」。
而如今地球正經歷與「鹽反照率回饋」完全相反的「冰反照率回饋」過程:北極永凍冰融化,露出深色海水吸收更多陽光,導致海水變暖進一步融化更多冰,加速極地失控。
(首圖來源:AI 生成)