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地球磁场翻转会发生什么?

发表在《科学》杂志上的一篇论文显示,地球最近的发生地磁偏转的时间为41000到42000年前,当时地球磁场强度降低到了现在的6%,整个地球暴露在了太阳风以及宇宙射线的侵蚀之下;

导致了一系列严重的气候灾难,并且引发了当时一些物种的衰败和灭绝,同时也改变了我们智人的行为。

并且科学家强调称,未来地球磁场反转可能会再次发生,而且距离我们很近。

物种的衰败和灭绝

大约4万年前地球上当时不止智人这一个人种,还有我们熟悉的遍布欧亚大陆的尼安德特人,它们从体型上来说更加的强壮、结实,但身高能矮小一些。

尼安德特人在智人10万年前走出非洲之前,就已经在欧亚大陆生活了20万年的时间,它们已经完全适应了当地的环境,是优秀的丛林猎手。

关于尼安德特人的衰落及其后来的灭亡,生物学家给出了一些猜测,大部分猜测都指向了智人的扩张,与尼安德特人发生了空间和食物上的竞争,导致尼人的灭绝。

甚至有生物学家认为,尼人的灭绝完全是因为10万年间,智人与它们发生了大大小小的战争,最后被智人屠戮殆尽。

但这些解释都不足以说明,最先达到欧亚大陆的尼人为什么会败给晚来的智人?最近的研究就将尼人的衰败归结到了环境的变化。

42000年前地球磁场减弱,地球失去了保护层,大量的带电粒子轰击大气破坏了臭氧层,导致紫外线辐射增强,当时极光不仅仅是在南北极可以看到,在地球任何地方的夜晚都可以看到绚丽的灯光秀。

被电离的大气常常会发生雷暴天气,整个地球看起来就像是末日来临一样,在这样的高辐射的环境下地球上的生物苦不堪言,当时不仅尼人衰落,生活在澳大利亚的很多大型生物都发生了灭绝。

尼人的衰落才让智人有了可乘之机,直到战胜它们。

而智人能够幸免与辐射的影响,是因为我们智人找到了一种躲避辐射的方式,大约在42000年前大量的洞穴艺术红色赭石手印集中出现,科学家认为洞穴成为了智人的庇护所,还有人类最早的“防晒霜”。

上图中的红色手印是在西班牙一处洞穴发现的,年代大约在42000万年,这样的洞穴壁画在各地出现得非常频繁,且年代都跟地磁偏转的时间相符。

智人当时不仅有洞穴,它们还会把红色赭石涂抹在身上,起到了防辐射的作用,这种往身上涂抹红色赭石的习惯,现在还能在很多非洲土著群体中看到,例如纳米比亚的土著就有这样的习惯。

磁极的偏转所带来的气候变化,似乎解释了4.2万年前在地球上发生的一系列的物种灭绝现象。

科学家如何知道磁极在4.2万年前发生了偏转?又如何将磁极偏转与气候变化联系在一起的?

磁极偏转的发生会在地质底层中留下痕迹,我们知道带电粒子或者磁性粒子会在磁场的作用下发生偏转,而带电粒子或者磁性粒子会出现在火山的喷发出来的熔岩当中。

这些磁性粒子就像是指南针一样能够告诉科学家当时地磁的北极在哪个方位,并且在熔岩当中留下偏转的迹象。

所以通过以上的发现,科学家就能够知道在地球的历史中哪个时期发生了磁场偏转。

但在此项研究之前,科学家一直没有把4.2万年前的磁极偏转与气候变化联系在一起,因为一直没有找到因为磁极偏转带来的气候变化的证据。

这一次,科学家在新西兰的沉积物中发现了保存了4万多年的贝壳杉,这颗树非常完整,甚至连树皮都完好无损。

科学家在这颗直径2.5米的贝壳杉中发现了放射性碳14水平的剧烈变化,由于树木生长的年轮可以告诉我们准确的时间段,科学家发现大气中碳14水平在4.1万年前到4.2万年前之间非常高。

这个时间正好与磁极偏转的时间,也有全球生物的衰败和灭绝、以及人类在洞穴中留下的红色手印时间正好对应。

所以科学家就将以上的所有事件联系在了一起,认为磁场的变化,引发了气候灾难,进而引发了生物的灭绝,以及对人类的进化和行为产生了一定的影响。

那么地球磁场是咋产生的?为何会出现飘逸?下一次反转会在什么时候到来?

地球就像是一台不断旋转的发电机一样,它能产生磁场得益于地球的自转,以及核心当中熔融的铁外壳。

那里的温度高达6000摄氏度和太阳表面的温度相当,如此高的温度就导致大量的原子被电离,形成自由地带正电的原子核,以及带负电的电子。

由于原子核较重它就会沉降到核心,电子较轻就会上升到地幔,因此在熔融的核心就形成带电粒子层。

地核的旋转所带来的科里奥利力,就会使得核心当中的带电粒子发生偏转移动,移动的带电粒子就会产生电流,进而产生贯穿全球的巨大磁场。

按理来说地球的磁极应该和地理的南北极是一样固定的,不会发生飘移。但是地球非常巨大,再加上宇宙中的月球和太阳对地球的潮汐引力的作用,就会导致地球的地壳、地幔、地核自转的时候,并不是完全同步的,总是会发生微小的错位。

因此地磁的南北极就会在地壳表面发生飘逸。

由于我们人类对地球本身的理解还不够透彻,就连产生磁场的机制也是理论上的猜测,所以我们并不能预测出磁场发生偏转的规律和周期。

但可以肯定的是,地球磁极在发生偏转的时候会伴随着磁场强度的减弱,而且我们也能够测量出磁极相对于地理南北极偏移的速度。

这就是为什么指北针它所指的方向并不是严格意义上的地理北极,因为地球磁场北极向地理北极的西北方向一直漂移,从19世纪测量到今天,飘逸的速度在加快。

而且科学家还发现在过去170年里,地球的磁场已经减弱了大约9%,所以说地球的磁极正在缓慢的偏转,未来磁场强度还将进一步减弱。

因此研究人员警告说,下一次灾难性的极地翻转“可能马上就要发生”,这个时间周期可能会在几千年,或者是几万年。

现代人类在面对磁场强度降低、偏转的时候,所遭受到的危害要大于古人,因为我们现在全球的电网、卫星通讯、电子设备已经融入到了我们的生活;

如果磁场强度进一步降低,甚至降低到现在的6%,太阳一次微弱的爆发,都会使得人类的生活瘫痪。

想想没有电、没有网络的日子,到时可不是简单地不出门、抹点防晒霜就能完事的。

A global environmental crisis 42,000 years ago

DOI: 10.1126/science.abb8677