一項新研究發(fā)現(xiàn)，42000年前的一次磁場反轉(zhuǎn)，曾引發(fā)全球氣候劇變，推動巨型袋鼠、長毛猛犸象等大型哺乳動物的滅絕。
作者 | 丁寶明 中國地質(zhì)大學(xué)我們的地球能夠擁有溫潤的大氣，很大程度仰賴于地磁場的保護(hù)。在漫長的地質(zhì)歷史中，地磁場其實并不“堅挺”，它的兩極會不斷反轉(zhuǎn)，引發(fā)磁場強(qiáng)度階段性地消減。在那個過程中，大氣還好嗎？地球生物怎么樣了呢？最近，發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項研究，給出了參考：在地磁場的翻轉(zhuǎn)過程中，由于磁場變?nèi)?，大氣中的臭氧會減少，導(dǎo)致全球氣候劇變，推動物種滅絕。這不由得讓人擔(dān)心，相同的悲劇會發(fā)生在我們身上嗎？畢竟，近年來，有關(guān)地磁場變?nèi)醯男侣剷r有傳出，對地磁場反轉(zhuǎn)的猜測甚囂塵上。地磁場的兩極反轉(zhuǎn)在地質(zhì)史上并不罕見。自1906年，法國地球物理學(xué)家伯納德·布容首次發(fā)現(xiàn)，法國熔巖的磁化方向與當(dāng)前地磁場的方向相反，推測地磁場可能發(fā)生過逆轉(zhuǎn)，各國的地質(zhì)工作者在全球范圍內(nèi)做了大量古地磁測量和實驗。
迄今發(fā)現(xiàn)最早的地磁記錄在35~40億年前，說明地磁場在地球形成早期就已存在——地球的年齡約為45億年。在地磁場形成之后的漫長地質(zhì)年代里，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，每隔10~100萬年便會發(fā)生一次完全的地磁南北極倒轉(zhuǎn)，周期不固定。僅在過去的8300萬年中，地磁場就倒轉(zhuǎn)了183次，在整個地質(zhì)歷史時期，地磁場更是倒轉(zhuǎn)了上萬次。地磁場倒轉(zhuǎn)（示意圖） |來自網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生極性倒轉(zhuǎn)的過程中，地磁場強(qiáng)度均存在變?nèi)醯默F(xiàn)象。距離今天人類最近的一次長時間地磁場倒轉(zhuǎn)發(fā)生在約78萬年前，持續(xù)了近2萬年，被稱為布容尼斯-松山倒轉(zhuǎn)。
不過，在整個地質(zhì)歷史中，并非所有的地磁倒轉(zhuǎn)都會持續(xù)上萬年。有時其方向雖然會發(fā)生很大的變化，甚至達(dá)到180度的完全轉(zhuǎn)向，類似極性倒轉(zhuǎn)那樣，但其持續(xù)時間較短，這類變化稱為地磁漂移（可理解為短時間內(nèi)的兩次倒轉(zhuǎn)）。例如4.1萬年前的Laschamps地磁倒轉(zhuǎn)事件，僅持續(xù)了大約1000年，其中地磁反轉(zhuǎn)的時間也僅有約250年。在本次研究中，科學(xué)家們利用新西蘭濕地中留存的、生長于大約4.2萬年前的古貝殼杉樹中記錄的相關(guān)信息，首次將地磁場倒轉(zhuǎn)與當(dāng)時大規(guī)模的環(huán)境變化直接聯(lián)系起來，認(rèn)為在4200年到4100年前，地球磁極發(fā)生了短暫倒轉(zhuǎn)，并在地球上引發(fā)了一系列的環(huán)境危機(jī)，可能造成了當(dāng)時澳大利亞長毛猛犸象、巨型袋熊等一些列巨型哺乳動物的滅絕。新西蘭貝殼杉是世界上最古老的樹之一，此次研究人員發(fā)現(xiàn)的這些古樹化石，曾生長于約4.2萬年前，并擁有1700年的年輪。通過對四棵古樹化石橫截面進(jìn)行碳-14同位素分析（測定放射性），并結(jié)合年輪數(shù)據(jù)，研究人員確認(rèn)地球磁極曾在4.1萬年前發(fā)生過短暫倒轉(zhuǎn)，即Laschamps磁極漂移事件，同時獲得了一份能夠精確測定年代，且具有連續(xù)1700年變化的大氣放射性碳-14記錄。這一記錄揭示了碳-14在Laschamps磁極漂移事件之前、及磁極逆轉(zhuǎn)期間的主要變化。新西蘭貝殼杉（上）及化石（下） |來自網(wǎng)絡(luò)研究人員認(rèn)為，地磁場保護(hù)著地球免受來自外太空的宇宙射線（高能帶電粒子流，如來自太陽的帶電粒子流）的攻擊，隨著地球磁場的減弱，越來越多的宇宙射線進(jìn)入大氣層便會產(chǎn)生更多的碳-14，這些碳-14會被吸收到樹木組織中并被保留下來，因此碳-14的變化反映著當(dāng)時地磁場的變化。研究小組發(fā)現(xiàn)，最強(qiáng)烈的地磁場減弱并非發(fā)生在實際的磁極逆轉(zhuǎn)期間，而是在發(fā)生磁極逆轉(zhuǎn)之前的幾百年里，大約為4.23萬~4.16萬年前。在實際磁極逆轉(zhuǎn)期間，地磁場的強(qiáng)度約為今天的28%。而在逆轉(zhuǎn)之前的過渡期，磁場縮減到只有目前的6%左右，研究人員將這一現(xiàn)象稱為“亞當(dāng)斯過渡性地磁事件”。地磁場減弱會導(dǎo)致大氣中臭氧含量減少。研究人員模擬了減弱的磁場如何改變大氣模式。計算機(jī)分析表明，進(jìn)入大氣的帶電粒子等宇宙射線的增多，會增加大氣中氫和氮氧化物的產(chǎn)生，這些分子往往會消耗臭氧，這將降低平流層臭氧保護(hù)地球居民免受紫外線輻射的能力。臭氧層減少的另一個可能的證據(jù)是，在大約4.2萬至4萬年前，人類開始越來越多地使用洞穴，并且在洞穴壁畫中留下了越來越多的紅赭石手印，赭石被認(rèn)為是一種古老的防曬霜，這可能是人類為了躲避越來越強(qiáng)烈的紫外線照射。
本站僅提供存儲服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點擊舉報。
