西班牙El Castillo洞穴遗址。
新西兰Ngāwhā的古老贝壳杉，为科学家确定磁极翻转的时间，以及它对环境的影响，提供了重要信息。
《科学》杂志当地时间2月19日报道，澳大利亚新南威尔士大学（UNSW）和南澳大利亚博物馆（SAM）共同领导的国际研究团队，借助新西兰沉睡已久的古老贝壳杉，揭示了4.2万年前地球磁场短暂翻转以及太阳风不断变化引发的重大气候变化。
这次事件伴随着可怕的雷暴、广泛的极光和宇宙辐射，引发了全球性的环境变化和物种灭绝。研究人员将地球历史上这次戏剧性的转折点称为“亚当斯过渡性地磁事件”（AE）。
UNSW教授Chris Turney说：“这是我们首次精确确定最后一次磁极翻转的时间以及它对环境的影响。利用古树，我们测定了地球磁场翻转引发的大气放射性碳水平的峰值。”
在取得这些发现的两年前，研究人员在Ngāwhā发现了一棵特别的贝壳杉。这棵大树在地球磁极翻转时处于存活状态。UNSW研究人员Jonathan Palmer博士说：“它为我们重建地球历史提供了重要证据。”
此前，科学家们已经清楚，在4.1~4.2万年前，地球磁极发生过短暂翻转（Laschamps偏移）。最早的线索之一是，澳洲大陆和塔斯马尼亚岛的巨型动物在4.2万年前同时灭绝了。
SAM教授Alan Cooper说：“这非常可疑，因为巨型动物是在土著居民到来很久之后才灭绝的。但几乎在同一时期，澳洲的环境条件转向了现在的干旱状态。”
Cooper等人认为，AE可以解释很多进化谜题，如尼安德特人的灭绝以及具象艺术在全球洞穴中的突现。
当时，地磁北极的位置并不固定，随着时间的推移，受地核内部动态运动影响，地磁北极会在地轴最北点发生抖动，地磁南极亦是如此。有时，由于未知原因，磁极运动可能更加剧烈。大约4.1万年前，南北磁极完全交换了位置。“Laschamps偏移是磁极的最后一次翻转。”Turney说，“在大约800年后，南北磁极又换回了本来的位置。在AE中，地球磁场强度最高只有6%，地球的宇宙辐射屏障近乎完全消失了。”
在地磁场崩溃时期，太阳经历了几次“大太阳极小期”（GSM）。尽管GSM意味着太阳表面活动相对平静，但地磁屏障的消失，让地球深受太阳耀斑和宇宙射线的“荼毒”。
Turney说：“未经地磁过滤的辐射撕裂了地球大气中的空气粒子，产生电离现象。电离的空气‘炸糊’了臭氧层，引发了全球气候变化的连锁反应。”
在AE时期，太阳风撞击地球大气层，诱发了令人眼花缭乱的“极光秀”。一般来说，这种色彩斑斓的景象只会出现在地球南北两极，但在地球磁场崩溃时期，这种景象却随处可见。Cooper说：“世界各地的早期人类，都曾看到过惊人的极光。电离空气增加了雷暴发生频率——那像极了世界末日。”
研究人员推测，剧烈的环境变化可能导致早期人类试图寻求更多庇护——这就是4.2万年前，洞穴艺术突现的原因。
Cooper说：“紫外线水平剧增，使洞穴成为极具价值的避难所。洞穴中常见的赭石手印表明，古人将这种物质用作防晒霜。这些惊人的印迹在洞穴中被保存下来，而在开放地域的赭石印迹则被侵蚀掉了。这让这种古代艺术看上去仿佛是在4.2万年前突然兴起的。”
现在，科学家们对目前地磁北极的快速移动表达了高度忧虑。
Cooper说：“高速移动的地磁北极以及减弱的地磁强度，可能预示着即将袭来的磁极逆转。这对现代社会影响巨大，宇宙辐射会摧毁人类的电力和卫星网络。”
Turney补充：“就算没有发生重大的磁极逆转事件，人类自己引发的气候危机已经是空前灾难了。地球大气中的碳达到了前所未有的高浓度。在可怕的类AE再次发生之前，人类迫切需要降低碳排放量。”
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编译：德克斯特
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：
https://phys.org/news/2021-02-ancient-relic-earth-history-years.html
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