4万年前古树纪录地磁反转,研究称尼安德特人消失与之有关?

 天顺注册招商   2021-02-21 07:52   13 人阅读  0 条评论
原标题:4万年前古树纪录地磁反转,研究称尼安德特人消失与之有关?

新西兰一座发电厂破土动工,结果意外挖出了一段“遗失的岁月”。

一段4.2万年前重达60吨的贝壳杉(Kauri Tree)树干重见天日,它是一次地质大变迁的“见证者”。从树木年轮看,这棵树记录了1700年的岁月,正好经历了地球最近一次地磁翻转(Geomagnetic reversal)。

当地时间2月18日,国际权威学术期刊《科学》刊登了这一研究。随着地球磁场减弱、继而发生磁极反转,磁场偏转宇宙辐射偏转的能力也被削弱,地磁对生物的保护能力也随之下降。树干中的放射性碳含量变化,详实记录了来自太空的辐射量激增情况。

地磁反转是指地球磁极在地质时期中的交替现象,即磁场方向发生的180°改变。古地磁研究的成果显示,地球磁场的极性曾经多次反转过。

《科学》报道称,通过模拟这种辐射对大气的影响,研究小组发现:这段时间地球的气候可能一次发生了短暂变化,导致了澳大利亚大型哺乳动物和欧洲尼安德特人的灭绝。南澳大利亚博物馆的一位古DNA研究人员、该研究的主要作者之一艾伦·库珀(Alan Cooper)称,他们正在探索性地了解地球磁场变化所带来的影响。

欧洲环境地球科学研究与教学中心的古人类学家西蒙·昆汀对《科学》表示,这项研究不仅详细确定了地球历史上最近一次的磁极翻转时间和强度,而且还是第一个提出可信的证据,表明磁场翻转会影响全球气候。不过古气候学家对该研究持怀疑态度,称其他记录几乎没有发现气候动荡的痕迹。

地球磁场是由地核外层融化的铁水流动摩擦产生的,但这种流动容易产生紊乱,不仅会削弱磁场,还会导致磁极漂移,有时甚至完全翻转。岩石中矿物的磁取向记录了长期的逆转,但无法捕捉到持续数百年的翻转细节,例如4.2万年前的这场翻转。 但是,碳的同位素碳14可以精准标记这些较短的磁场波动。

其背后的原理是这样的:当宇宙射线,即来自外层空间的带电粒子经过磁场并撞击大气时,就会产生同位素。它会被生物吸收,其特定的半衰期使其成为标准时钟。

研究小组使用碳14对贝壳杉树干进行了年份测定,方法是将其与来自中国的准确但粗略的放射性碳洞穴记录进行对照。然后,通过测量环中碳14的细微变化,他们追踪了随着磁场减弱和激增,其生产在40年间的变化情况。明尼苏达大学的地球化学家劳伦斯·爱德华兹说,这项技术能让他们最终42000年前的情况,真是太神奇了。

放射性碳的峰值表明,到41500年前,地球磁场减弱到了目前强度的6%。那时,地球磁极已颠倒了。在此之前的500年地磁发生偏转与倾斜。库珀说,那个时期不仅地球的宇宙射线屏蔽能力下降了,太阳也进入了极小期(Grand minima)。来自冰芯的证据表明,大约在同一时间,太阳正经历着几个“极小期”,即低磁活动周期。库珀说,由此产生的宇宙射线攻击使大气层达到了一种足以摧毁当今电网,并能亚热带地区形成极光的水平。

为了研究地磁反转的后果,研究团队建立了一个气候模型。模型表明宇宙射线轰击会侵蚀臭氧层,其吸收紫外线的能力将降低,这意味着吸收热量也将减少。《科学》援引苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)研究显示,高空降温会改变气流,进而可能导致地表气候急剧变化,包括北美更凉爽,欧洲更温暖。

研究小组进一步论证说,气候变化可能是42000年前发生的一系列剧变的原因。其中比较显著的有:澳大利亚的大型哺乳动物在那个时期灭绝了;尼安德特人从欧洲消失了;精心绘制洞穴壁画开始出现在欧洲和亚洲(智人开始占统治地位)。牛津大学的考古学家和放射性碳专家托马斯·海厄姆说,尽管如此,人类进化的里程碑与42000年前的转变并没有很好地吻合,而且都不是突然发生的。他说,地磁转变改说,这个推论推得有点过头了。

值得注意的是,地球磁场从150年前就开始走下坡路,磁场的强度到现今已经削减了10%-15%,衰弱速度近来有增无减。

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