地球磁場的減弱導致了一系列環境危機

一項新的研究表明，在42,000至41,000年前發生的地球磁極逆轉會大大削弱磁場的強度-這可能導致地球上後續爆發了一系列的環境危機。

藉助從古樹化石中獲得的新的精確C14測定，研究人員將氣候模式的變化，大型哺乳動物的滅絕以及這期間人類行為的變化聯絡起來，磁極的短暫反轉持續時間較短一千多年 研究小組在2月19日的《科學》雜誌上報告說，這是將磁極反轉直接與大規模環境變化聯絡起來的第一項研究。

在磁極逆轉過程中，地球的保護磁場會失去強度，而地球磁場可以保護地球免受來自太陽的大量帶電粒子的直接輻射。因此，一些研究人員認為磁極逆轉與滅絕事件有關。

在太陽系中，太陽風的組成和太陽的日冕組成完全相同。73%的是氫，25%的是氦，還有其他一些微量雜質。可是目前還沒有精確的測量結果。在地球附近，太陽風速為200-889 km/s，平均值為450 km/s。大約800 kg/s的物質被以太陽風的形式從太陽逃逸。

地球磁場在強烈太陽風的吹拂下變形形成水滴狀。

因為太陽風是等離子體，吹向地球的太陽風會被地球磁場偏移到地球兩極，當這些粒子在磁極附近與地球大氣層作用就會引起極光現象。

但是磁場逆轉是否與動物滅絕有關目前還是個爭議話題。實際上，“人們普遍認為地磁變化不會影響氣候或其他任何因素，”阿德萊德藍天遺傳學的進化生物學家艾倫·庫珀說。產生這種看法的原因之一是缺少與環境，冰芯和磁性岩石記錄相關的地磁事件發生的確切時間證據。

這是紐西蘭最古老的貝殼杉樹。在紐西蘭的沼澤地裡，淤泥下儲存了大量的貝殼杉化石，其歷史可追溯至拉尚事件時期。庫珀和他的同事們從紐西蘭北部NgāwhāSprings的一個沼澤中回收的四棵古老樹木化石中取下樣本，並對它們進行了碳14分析。他們獲得了大量的資料。

*拉尚事件（英語：Laschamp event）是一次短暫的地磁漂移事件，發生於41,400（±2,000）年前的末次冰期時代。1960年代首次在法國克萊蒙費朗區的拉尚熔岩流中記錄紀錄而得。

貝殼杉樹已經在紐西蘭生長了數千年。分析沼澤地中儲存完好的樹木年輪，表明大約41000年前發生了磁極翻轉。

尤其是，一份距今約41,000年前的儲存完好的原木提供了長達1,700年的碳14記錄。該團隊報告說，該記錄揭示了在包括拉尚事件在內的這段時間內碳14的重大變化。地球大氣內增加的進入宇宙射線（如在磁場減弱時會發生的情況）也會在大氣中產生更多的碳14，這種碳隨後被併入樹木光合作用吸收，併入樹體組織中。

該團隊模擬了減弱的磁場如何改變大氣天氣模式。計算機分析表明，進入大氣層的帶電粒子數量的增加也將增加大氣中氫和氮氧化物（傾向於消耗臭氧的分子）的產生。氮氧化物消耗臭氧，降低平流層臭氧屏水平，吸收紫外線的臭氧濃度降低，導致地球上的生物大範圍暴露在紫外線的輻射之下。大氣變化還將影響大氣中不同層吸收的陽光量，從而導致氣候模式發生大規模變化，這些變化導致地球冷卻。

實際上那時確實可能在發生了這種變化。研究小組使用貝殼杉樹的碳14年代資料，檢查了拉尚事件之前和期間的沉積物，花粉和其他資料，這些資料表明全球範圍內，從澳大利亞到安第斯山脈的地區都發生了突然降溫。

研究小組發現，出乎意料的是，最強烈的影響並未發生在實際的極點反轉過程中，而是發生在逆轉的數百年之前，時間跨度大約是42300至41600年前。在地磁逆轉期間，磁場強度僅是今天地磁強度的28％。但是在那個過渡時期，磁場強度萎縮到今天強度的6％。研究人員稱此事件為“亞當斯過渡性地磁事件”。

長期以來，科學家一直在爭論氣候變化或人類是生物大規模滅絕的罪魁禍首，這些事件消滅了諸如長毛象和澳大利亞超大型袋熊Diprotodon之類的巨型哺乳動物。研究的合著者，悉尼新南威爾士大學的古氣候學家克里斯·特尼說：“這實際上是這項研究的動機之一。”

巨型袋熊

而在大約42,000年前，澳大利亞的大型動物發生大規模滅絕，包括巨型袋熊Diprotodon和巨型袋鼠Procoptodon goliah都滅絕了。

巨型袋鼠Procoptodon goliah

該小組將磁事件的日期與冰芯以前的記錄進行了比較，這些記錄可以反映太陽活動的變化。這些資料表明當時的太陽活動最小。特尼說，弱磁場與太陽輸出功率下降的同時，“創造了完美的風暴”氣候和更廣泛的環境變化，這給大型動物群帶來了巨大壓力。他說，這些因素也可能導致大型動物與人類之間以及與尼安德特人之間的競爭加劇。

研究人員指出，減少臭氧層的另一種可能的證據是：人類在洞穴壁畫中製作的赭紅石手印數量不斷增加。赭紅石被認為可以用作防曬劑。研究人員報告說，在大約42,000到40,000年前之間，人類對洞穴的使用可能也在增加，這可能是為了避開更強烈的陽光目的。

距今42,000年前西班牙El Castillo洞穴的巖壁上古人類塗抹的赭紅石手印。有人認為赭紅石是一種古老的防曬霜

德國波茨坦地球科學研究中心的地磁學家科特（Monika Korte）說，這是第一個考慮極端磁場變化對環境造成廣泛影響的研究。“這對我來說似乎是可以想象的，”科特說。但是，她補充說：“本文的最大價值在於提出了一些值得進一步研究的想法。”