古樹化石研究揭示42000年前地球磁場的暫時破壞引發重大氣候變化

據外媒New Atlas報道,一塊保存完好的古樹化石為科學家們提供了一個獨特的窺視,讓他們了解到42000年前地球磁場失控的時刻。這項令人印象深刻的研究描繪了一幅暫時性環境混亂的圖景,可能影響了從洞穴繪畫的增加到尼安德特人的滅絕等一切。

古樹化石研究揭示42000年前地球磁場的暫時破壞引發重大氣候變化

如果沒有地球磁場,我們將很難在地球上生活。除了幫助我們用指南針在世界范圍內導航之外,地球磁場是生命存在的基礎 ,它幫助轉移有害的太陽風,並保持我們的保護性大氣層。但我們星球的磁場並非一成不變。事實上,它是非常動態的,隨着時間的推移不斷變化和波動。每隔幾十萬年,它就會完全翻轉,北磁和南磁互換位置。

上一次重大的地磁翻轉發生在78萬年前,很多科學家認為類似的事件早就發生了。在這些持續時間長達一萬年的完全地磁逆轉之間,研究人員發現地球磁場的干擾時間較短。這些事件被稱為地磁偏移。

地磁偏移是短暫的,涉及到地球磁場的臨時變化,持續時間從幾百年到幾千年不等。最近一次有記錄的地磁偏移被稱為Laschamps偏移,它發生在42000年前。

「拉尚漂移是磁極最後一次翻轉,」Chris Turney解釋說,他是一項具有里程碑意義的新研究調查這一變革性事件的共同首席作者。「它們在『改變主意』並再次交換回來之前,交換了大約800年的位置。」

古樹化石研究揭示42000年前地球磁場的暫時破壞引發重大氣候變化

科學家們早就知道這些戲劇性的磁極事件,但從來沒有清楚地了解它們對生命或環境有什麼樣的影響。直到幾年前,在新西蘭發現了一棵古樹化石。工人們在為一個新的發電廠准備場地時,挖出了保存了4.2萬年的巨大山毛櫸樹干,它的樹輪提供了一個令人難以置信的1700年的地球環境狀況記錄,正好跨越了拉斯尚斯考察時期。

「有史以來第一次,我們能夠精確地確定最後一次磁極切換的時間和環境影響的日期,」Turney說。「利用古樹,我們可以測量,並確定地球磁場坍塌造成的大氣放射性碳含量的飆升日期。」

在發表在《科學》雜志上的一項大膽的新研究中,研究小組利用古樹的詳細放射性碳數據,創建了一條新穎的地球大氣層時間軸,時間跨度為拉尚漂移。然後,研究小組結合之前從世界各地收集到的數據,運行了一個全球氣候模型,以探索這種類型的磁場干擾對環境產生了哪些急性影響。

研究結果揭示了一個令人難以置信的環境變化時期,特別是在地球磁場發生逆轉的幾百年前的那段時期。該研究計算出,臭氧層枯竭、紫外線輻射水平提高和大氣電離增加都是在大約42000年前凝聚而成的。為了向作者道格拉斯-亞當斯致敬–在他的《銀河系漫遊指南》一書中,超級計算機 “深思”(Deep Thought)計算出生命、宇宙和萬物的終極問題的答案是 “42”–研究人員將這一特定時期命名為 “亞當斯過渡性地磁事件”。「我們越看數據,一切就越指向42,」Turney說。「這太不可思議了。」

該研究的共同作者艾倫-庫珀認為,在所謂的亞當斯事件中,會出現一些新的環境條件。例如,極光將在整個地球上廣泛存在,同時由於電離空氣的增加而產生的非凡數量的電風暴。「世界各地的早期人類會看到驚人的極光,在天空中閃爍的『面紗和薄片』,」庫珀說。「那一定像是天涯海角。」

也許新研究中最有爭議的部分是研究人員在亞當斯事件和地球上生命進化之間的假設性推測程度。研究中提出的一個聯系表明,磁場的破壞導致了洞穴藝術的湧入,其基礎是人類需要尋求庇護,避免紫外線的增加。

古樹化石研究揭示42000年前地球磁場的暫時破壞引發重大氣候變化

「我們認為,紫外線水平的急劇增加,特別是在太陽耀斑期間,會突然使洞穴成為非常有價值的庇護所,」庫珀認為。「紅色赭石手印的常見洞穴藝術圖案可能標志着它被用作防曬霜,這種技術今天仍被一些團體使用。」

研究中的其他大膽猜測是,亞當斯事件既促使澳大利亞多個巨型動物物種滅絕,也加速了尼安德特人的滅絕。來自倫敦自然歷史博物館的Chris Stringer稱這項新研究很重要,但也對其中一些廣泛的假設提出了質疑。

「作者還將這與尼安德特人在4萬年前的物理滅絕聯系在一起,我認為這當然可能導致他們的死亡,」他在接受《衛報》采訪時說。「但他們確實存活的時間更長,范圍也更廣,不僅僅是歐洲,我們對他們在亞洲大片地區最後消失的時間也很難把握。」

艾倫-庫珀謹慎地表示,他的團隊的研究提供了新的見解,即如果類似亞當斯事件的事情發生在今天,世界將如何受到影響。他指出,目前北磁極在北半球的運動是一個潛在的警告信號。

「這種速度–與地球磁場在過去170年中削弱了約9%的速度一起–可能表明即將發生逆轉,」庫珀說。「如果類似的事件發生在今天,對現代社會的後果將是巨大的。入射的宇宙輻射將摧毀我們的電力網和衛星網絡。」

這項新研究發表在《科學》雜志上。

來源:cnBeta