易坊好文馆

  1. 首页 > 玩科技 >

大气|地磁场的两极反转，曾引发物种大灭绝？

强度 变化 物种 地球 研究 逆转 两极 大气 北极 地磁 磁场 磁极 地磁场

【大气|地磁场的两极反转，曾引发物种大灭绝？】我们的地球能够拥有温润的大气 ， 很大程度仰赖于地磁场的保护 。 而在地质历史中 ， 地磁场的两极会不断反转 ， 引发磁场强度阶段性消减 。 最近发表在《科学》杂志上的一项研究推测：在地磁场的翻转过程中 ， 由于磁场变弱 ， 大气中的臭氧会减少 ， 导致全球气候剧变 ， 推动物种灭绝 。多次出现的地磁反转地磁场的两极反转在地质史上并不罕见 。 1906年 ， 法国地球物理学家伯纳德·布容首次发现 ， 法国熔岩的磁化方向与当前地磁场的方向相反 ， 推测地磁场可能发生过逆转 。地磁场在地球形成早期就已存在 。 在地磁场形成之后的漫长地质年代里 ， 科学家发现 ， 每隔10—100万年便会发生一次完全的地磁南北极倒转 。在发生极性倒转的过程中 ， 地磁场强度均存在变弱的现象 。 距今最近的一次长时间地磁场倒转发生在约78万年前 ， 持续了近2万年 ， 被称为布容尼斯-松山倒转 。并非所有的地磁倒转都会持续上万年 。 有时其方向虽然会发生很大的变化 ， 甚至达到180度的完全转向 ， 类似极性倒转那样 ， 但其持续时间较短 ， 这类变化称为地磁漂移（可理解为短时间内的两次倒转） 。古树见证4万年前磁场反转在本次研究中 ， 科学家们利用新西兰湿地中留存的、生长于大约4.2万年前的古贝壳杉树中记录的相关信息 ， 首次将地磁场倒转与当时大规模的环境变化直接联系起来 ， 认为地球磁极曾发生了短暂倒转 ， 并在地球上引发了一系列的环境危机 ， 可能造成了当时澳大利亚长毛猛犸象、巨型袋熊等一系列巨型哺乳动物的灭绝 。通过对四棵古树化石横截面进行碳-14同位素分析 ， 并结合年轮数据 ， 研究人员确认地球磁极曾在4.1万年前发生过短暂倒转 ， 即Laschamps磁极漂移事件 ， 同时获得了一份能够精确测定年代 ， 且具有连续1700年变化的大气放射性碳-14记录 。这一记录揭示了碳-14在Laschamps磁极漂移事件之前及磁极逆转期间的主要变化 。研究人员认为 ， 地磁场保护着地球免受来自外太空的宇宙射线（高能带电粒子流 ， 如来自太阳的带电粒子流）的攻击 ， 随着地球磁场的减弱 ， 越来越多的宇宙射线进入大气层便会产生更多的碳-14 ， 这些碳-14会被吸收到树木组织中并被保留下来 ， 因此碳-14的变化反映着当时地磁场的变化 。研究小组发现 ， 最强烈的地磁场减弱并非发生在实际的磁极逆转期间 ， 而是在发生磁极逆转之前的几百年里 。 在实际磁极逆转期间 ， 地磁场的强度约为今天的28% 。 而在逆转之前的过渡期 ， 磁场缩减到只有目前的6%左右 ， 研究人员将这一现象称为“亚当斯过渡性地磁事件” 。地磁场减弱会导致大气中臭氧含量减少 。 研究人员模拟了减弱的磁场如何改变大气模式 。 计算机分析表明 ， 进入大气的带电粒子等宇宙射线的增多 ， 会增加大气中氢和氮氧化物的产生 ， 这些分子往往会消耗臭氧 ， 这将降低平流层臭氧保护地球居民免受紫外线辐射的能力 。臭氧层减少的另一个可能的证据是 ， 在大约4.2万至4万年前 ， 人类开始越来越多地使用洞穴 ， 并且在洞穴壁画中留下了越来越多的红赭石手印 ， 赭石被认为是一种古老的防晒霜 ， 这可能是人类躲避越来越强烈的紫外线照射的方式 。类似悲剧会重演吗最近200年来 ， 地磁强度一直在减弱 ， 现今地磁场的强度较1840年已经下降了10% ， 平均每百年下降5% 。 2013年底 ， 欧洲太空局发射了新一代地磁卫星Swarm ， 观测发现地磁强度正在加速下降 ， 速度为以前测算的10倍 。科学家发现 ， 地磁北极的位置也在发生着变化 。 1831年首次实地确认时 ， 地磁北极位于加拿大近北极地区的布西亚半岛 ， 如今地磁北极已穿过国际日期变更线 ， 进入东半球 ， 并向俄罗斯西伯利亚地区方向继续移动 。 这是否预示着新一轮地磁倒转即将发生？虽然地质历史时期发生地磁倒转时大都会伴随地磁场强度下降 ， 以及磁极的漂移 ， 但这并不一定都会最终导致地磁倒转 ， 也可能是地磁场正常的波动 。 由于地磁场变化的极度不规律性 ， 科学家并不能给出准确的预言 。并且 ， 在地磁场形成之后的漫长地质年代里 ， 地球磁极倒转发生了上万次 ， 这些磁极逆转事件是否对当时的地球环境产生了巨大影响 ， 还需要科学家不断探索 。 （丁宝明）

    推荐阅读


    上一篇：新浪科技|美国众议院就游戏驿站股价暴涨举行听证会

    下一篇：产品|智能床成睡眠经济“新战场” 市场广阔但“好梦成真”还有多远？