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古树化石揭示42000年前地球磁场的破坏引发重大气候变化

古树化石揭示42000年前地球磁场的破坏引发重大气候变化

古树化石揭示42000年前地球磁场的破坏引发重大气候变化

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒New Atlas报道,一块保存完好的古树化石为科学家们提供了一个独特的窥视,让他们了解到42000年前地球磁场失控的时刻。这项令人印象深刻的研究描绘了一幅暂时性环境混乱的图景,可能影响了从洞穴绘画的增加到尼安德特人的灭绝等一切。

如果没有地球磁场,我们将很难在地球上生活。除了帮助我们用指南针在世界范围内导航之外,地球磁场是生命存在的基础 ,它帮助转移有害的太阳风,并保持我们的保护性大气层。但我们星球的磁场并非一成不变。事实上,它是非常动态的,随着时间的推移不断变化和波动。每隔几十万年,它就会完全翻转,北磁和南磁互换位置。

上一次重大的地磁翻转发生在78万年前,很多科学家认为类似的事件早就发生了。在这些持续时间长达一万年的完全地磁逆转之间,研究人员发现地球磁场的干扰时间较短。这些事件被称为地磁偏移。

地磁偏移是短暂的,涉及到地球磁场的临时变化,持续时间从几百年到几千年不等。最近一次有记录的地磁偏移被称为Laschamps偏移,它发生在42000年前。

“拉尚漂移是磁极最后一次翻转,”Chris Turney解释说,他是一项具有里程碑意义的新研究调查这一变革性事件的共同首席作者。“它们在‘改变主意’并再次交换回来之前,交换了大约800年的位置。”

科学家们早就知道这些戏剧性的磁极事件,但从来没有清楚地了解它们对生命或环境有什么样的影响。直到几年前,在新西兰发现了一棵古树化石。工人们在为一个新的发电厂准备场地时,挖出了保存了4.2万年的巨大山毛榉树干,它的树轮提供了一个令人难以置信的1700年的地球环境状况记录,正好跨越了拉斯尚斯考察时期。

“有史以来第一次,我们能够精确地确定最后一次磁极切换的时间和环境影响的日期,”Turney说。“利用古树,我们可以测量,并确定地球磁场坍塌造成的大气放射性碳含量的飙升日期。”

在发表在《科学》杂志上的一项大胆的新研究中,研究小组利用古树的详细放射性碳数据,创建了一条新颖的地球大气层时间轴,时间跨度为拉尚漂移。然后,研究小组结合之前从世界各地收集到的数据,运行了一个全球气候模型,以探索这种类型的磁场干扰对环境产生了哪些急性影响。

研究结果揭示了一个令人难以置信的环境变化时期,特别是在地球磁场发生逆转的几百年前的那段时期。该研究计算出,臭氧层枯竭、紫外线辐射水平提高和大气电离增加都是在大约42000年前凝聚而成的。为了向作者道格拉斯-亚当斯致敬--在他的《银河系漫游指南》一书中,超级计算机 "深思"(Deep Thought)计算出生命、宇宙和万物的终极问题的答案是 "42"--研究人员将这一特定时期命名为 "亚当斯过渡性地磁事件"。“我们越看数据,一切就越指向42,”Turney说。“这太不可思议了。”

该研究的共同作者艾伦-库珀认为,在所谓的亚当斯事件中,会出现一些新的环境条件。例如,极光将在整个地球上广泛存在,同时由于电离空气的增加而产生的非凡数量的电风暴。“世界各地的早期人类会看到惊人的极光,在天空中闪烁的‘面纱和薄片’,”库珀说。“那一定像是天涯海角。”

也许新研究中最有争议的部分是研究人员在亚当斯事件和地球上生命进化之间的假设性推测程度。研究中提出的一个联系表明,磁场的破坏导致了洞穴艺术的涌入,其基础是人类需要寻求庇护,避免紫外线的增加。

“我们认为,紫外线水平的急剧增加,特别是在太阳耀斑期间,会突然使洞穴成为非常有价值的庇护所,”库珀认为。“红色赭石手印的常见洞穴艺术图案可能标志着它被用作防晒霜,这种技术今天仍被一些团体使用。”

研究中的其他大胆猜测是,亚当斯事件既促使澳大利亚多个巨型动物物种灭绝,也加速了尼安德特人的灭绝。来自伦敦自然历史博物馆的Chris Stringer称这项新研究很重要,但也对其中一些广泛的假设提出了质疑。

“作者还将这与尼安德特人在4万年前的物理灭绝联系在一起,我认为这当然可能导致他们的死亡,”他在接受《卫报》采访时说。“但他们确实存活的时间更长,范围也更广,不仅仅是欧洲,我们对他们在亚洲大片地区最后消失的时间也很难把握。”

艾伦-库珀谨慎地表示,他的团队的研究提供了新的见解,即如果类似亚当斯事件的事情发生在今天,世界将如何受到影响。他指出,目前北磁极在北半球的运动是一个潜在的警告信号。

“这种速度--与地球磁场在过去170年中削弱了约9%的速度一起--可能表明即将发生逆转,”库珀说。“如果类似的事件发生在今天,对现代社会的后果将是巨大的。入射的宇宙辐射将摧毁我们的电力网和卫星网络。”

这项新研究发表在《科学》杂志上。

相关报道:新西兰贝壳杉化石中的放射性碳揭示42000年前地球一次磁场巨变

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(文乐乐):几年前,新西兰一家发电厂破土动工,工人们发掘出了一段遗失的时间记录:一棵重60吨的树干。这一树干来自贝壳杉,后者是新西兰最大的树种。这棵有42000年历史的贝壳杉保存在沼泽中,记录了地球被颠倒的动荡时期——至少从磁性上说是这样。

日前,科学家在《科学》上报告说,随着地球保护性磁场减弱和两极翻转,该树干和其他几块木头上的放射性碳含量激增。通过模拟这种辐射对大气的影响,研究小组认为,地球的气候发生了短暂变化,可能导致澳大利亚大型哺乳动物和欧洲尼安德特人的消失。

“对于地磁变化,我们只知皮毛。”论文主要作者之一、南澳大利亚博物馆古DNA研究员Alan Cooper说。

“这项研究不仅详细确定了地球历史上最近一次磁交换的时间和强度,同时首次提出可信(尽管是推测性的)证据,表明这些翻转会影响全球气候。”法国欧洲环境地球科学研究与教学中心古人类学家Quentin Simon说。

但一些古气候科学家对该小组扩展的结论持怀疑态度,称其他记录几乎没有发现气候动荡的痕迹。

地球磁场是由外核的熔铁流动产生的,后者很容易产生混乱的摆动,这不仅会削弱磁场,还会导致磁极漂移甚至完全翻转。岩石中矿物的磁性记录了长期的倒转,但无法捕捉到持续数百年的翻转细节。

但是,放射性碳14可以标记较短时间的波动。当宇宙射线(来自外层空间的带电粒子)滑过磁场并撞击大气层时,会产生同位素。它被生物所吸收,其特定半衰期使其成为标准时钟。 该小组使用放射性碳对贝壳杉进行了测年,通过测量年轮中碳14的细微变化,追踪了随着磁场减弱和激增而产生的变化情况。

放射性碳的峰值表明,磁场强度在41500年前减弱到现在的6%左右。那个阶段磁极翻转,然后在500年后又翻转回来。Cooper注意到,不仅是地球的宇宙射线屏障被摧毁了,太阳也一样。来自冰芯的证据表明,大约在同一时间,太阳经历了几次“极小期”,即低磁期。Cooper说,由此产生的宇宙射线使大气层带电,其带电程度足以破坏今天的电网,并在亚热带地区产生极光。

为了探究其后果,该团队运行了一个气候模型,表明宇宙射线的轰击会侵蚀臭氧层,减少其通常从紫外线中捕捉到的热量。团队成员、瑞士苏黎世联邦理工学院博士生Marina Friedel说,高海拔地区的降温可能会改变风的流动,这反过来会导致“剧烈变化”,包括一个更冷的北美和更暖的欧洲。

而这正是其他科学家认为这项研究过于“投机”之处。格陵兰岛和南极洲的冰芯跨越10万年,它们记录了每隔几千年的明显温度波动,但在42000年前它们没有变化。不过一些来自太平洋的记录显示了波动。

丹麦哥本哈根大学冰川学家Anders Svensson说,即使像Cooper及其同事说的那样,这种变化主要发生在热带地区,那它也应该在冰芯中被看到。“我们没有发现这一点。”

研究小组进一步指出,气候变化可以解释42000年前发生的一系列奇怪事件。最值得注意的是,澳大利亚的大型哺乳动物大约在那时灭绝了。尼安德特人从欧洲消失了,精致的洞穴绘画开始在欧洲和亚洲出现。

不过,英国牛津大学考古学家和放射性碳专家Thomas Higham说,人类进化史上的两个转折点都与42000年前的剧变不太一致,并且也都不是突然发生的。他说,“在我看来,将两者联系起来,似乎把证据推得太远了”。

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abb8677

相关报道:研究人员发现4.2万年前的地球磁场崩溃曾导致气候突变

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:来自悉尼新南威尔士大学的研究人员发表了最新的结论,研究对象是大约4.2万年前地球上发生的最后一次重大地磁逆转。研究小组表示,当时地球磁场曾经崩溃,导致地球上发生了大规模的突发性气候变化。在全世界范围内有几个世纪的时间里由于地球磁极的逆转与太阳的行为相结合,引发了该团队所说的“世界末日”。

地磁逆转总是会伴随着一系列戏剧性的事件从而对地球产生重大影响。在反转期间,臭氧层被破坏,电风暴肆虐热带地区,太阳风会在地球周围产生极光,北极空气吞噬了北美洲。随着寒冷的空气涌入北美洲,冰层和冰川会迅速形成,因为天气模式发生了巨大变化。

当时地球上的所有生命都面临着严峻的考验和磨难。研究人员认为,这一事件可能是导致尼安德特人和其他巨型动物灭绝的原因,并迫使现代人类在洞穴中寻求保护。

科学家指出,罗盘针指向的磁北极并没有一个永久的位置。它通常会在地理北极点附近晃来晃去,而地理北极点是由于地心的运动而引出的地球自转点。科学家们并不完全明白是什么能导致比晃动更极端的磁极运动,但已知它们是会发生的,大约4.2万年前的事件被称为 "拉斯坎普激荡"。

科学家们利用从新西兰古树环内收集到的数据,这些古树环保存在泥炭沼泽和其他沉积物中已经超过4万年,化石年轮中保存的信息显示了地球大气在这段时间内的变化。




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