在約 7.2 億至 6.35 億年前，地球可能經歷了其歷史上最極端的氣候事件之一，這一時期被稱為「雪球地球」。在這段時間內，冰蓋據信已經從極地擴展到熱帶地區，可能覆蓋了地球大部分的海洋和大陸。地質學家之所以知道這一點，是因為在低緯度發現的古老岩石中帶有明顯的冰川痕跡，這證明了曾經在今天溫暖的地區存在冰層。
科學家們長期以來一直認為，這種冰凍加劇是由冰反照率反饋所引起的，這是一個過程，在這個過程中，擴大的冰層將更多的陽光反射回太空。行星變得越亮，吸收的熱量就越少，這使得冰層可以進一步擴展。然而，這種解釋可能並不能完整地解釋整個故事。一項新的建模研究表明，海冰上留下的鹽分可能在全球冰川化開始時使地球變得更亮、更冷。
研究作者指出，鹽的沉澱可能在塑造雪球地球早期氣候中發揮了作用。冷凍的海洋可能造成了一層反射的鹽殼。這一機制始於海水如何凍結。海洋水含有溶解的鹽類，當冰形成時，大多數鹽會被推出晶體結構。部分鹽分則被困在名為鹽水的微小濃縮液體口袋中。在極冷的環境下，這些鹽水最終會結晶，留下固體鹽分。
研究人員提出，在雪球地球階段，這一過程可能在大範圍的海冰上發生。另一個關鍵過程是升華，這是冰在不先融化的情況下直接轉變為水蒸氣的過程。在預期的雪球地球的乾燥寒冷條件下，大面積的冰可能會逐漸升華。當這種情況發生時，困在冰中的鹽不會隨之消失，而是會作為細小的晶體留在表面，形成一層淺色的反射塗層。
鹽晶體能夠有效地反射陽光，因此這樣的沉積物可能增加了地球的整體亮度。在氣候科學中，反射的陽光越多，留在地表的熱量就越少，從而促進更多冰的形成。為了檢驗這一效應的重要性，研究人員在簡單的氣候模型中實施了一個與雪球地球相關的反饋機制，即鹽-反照率反饋。
氣候模型的模擬顯示，當鹽開始在冰面上積累時，它加強了全球冰川化早期已經發生的冷卻過程。換句話說，鹽層像是對冷凍過程的額外推動，幫助地球向更深的凍結狀態推進。模型還表明，這種鹽性表面可能使地球對暖化的抵抗力更強。與僅包含傳統冰反照率的模擬相比，含有鹽沉積的版本需要更強的暖化，才能使凍結的星球開始融化。
研究作者表示，研究顯示，鹽-反照率反饋在簡單氣候模型中引入了兩種共存的雪球地球狀態，一種具有鹽晶體的滯後沉積，另一種則沒有，前者的溫度顯著更低。研究人員還指出，較冷的狀態可能更好地符合新元古代的地質證據，據信當時發生了雪球地球事件。
未來的研究將使用更詳細的氣候模型，探討這些過程如何相互作用，以及鹽效應在更現實條件下是否仍然強大。研究作者最後強調，鹽的沉澱是一個重要的物理過程，值得在未來的雪球地球建模研究中進一步探討。該研究發表在《過去的氣候》期刊上。
