新西蘭(lan) 一棵42000年曆史的貝殼杉中的放射性碳有助於(yu) 揭示地球上一次磁場巨變。圖片來源：JONATHAN PALMER

本報訊 幾年前，新西蘭(lan) 一家發電廠破土動工，工人們(men) 發掘出了一段遺失的時間記錄：一棵重60噸的樹幹。這一樹幹來自貝殼杉，後者是新西蘭(lan) 最大的樹種。這棵有42000年曆史的貝殼杉保存在沼澤中，記錄了地球被顛倒的動蕩時期——至少從(cong) 磁性上說是這樣。

日前，科學家在《科學》上報告說，隨著地球保護性磁場減弱和兩(liang) 極翻轉，該樹幹和其他幾塊木頭上的放射性碳含量激增。通過模擬這種輻射對大氣的影響，研究小組認為(wei) ，地球的氣候發生了短暫變化，可能導致澳大利亞(ya) 大型哺乳動物和歐洲尼安德特人的消失。

“對於(yu) 地磁變化，我們(men) 隻知皮毛。”論文主要作者之一、南澳大利亞(ya) 博物館古DNA研究員Alan Cooper說。

“這項研究不僅(jin) 詳細確定了地球曆史上最近一次磁交換的時間和強度，同時首次提出可信（盡管是推測性的）證據，表明這些翻轉會(hui) 影響全球氣候。”法國歐洲環境地球科學研究與(yu) 教學中心古人類學家Quentin Simon說。

但一些古氣候科學家對該小組擴展的結論持懷疑態度，稱其他記錄幾乎沒有發現氣候動蕩的痕跡。

地球磁場是由外核的熔鐵流動產(chan) 生的，後者很容易產(chan) 生混亂(luan) 的擺動，這不僅(jin) 會(hui) 削弱磁場，還會(hui) 導致磁極漂移甚至完全翻轉。岩石中礦物的磁性記錄了長期的倒轉，但無法捕捉到持續數百年的翻轉細節。

但是，放射性碳14可以標記較短時間的波動。當宇宙射線（來自外層空間的帶電粒子）滑過磁場並撞擊大氣層時，會(hui) 產(chan) 生同位素。它被生物所吸收，其特定半衰期使其成為(wei) 標準時鍾。 該小組使用放射性碳對貝殼杉進行了測年，通過測量年輪中碳14的細微變化，追蹤了隨著磁場減弱和激增而產(chan) 生的變化情況。

放射性碳的峰值表明，磁場強度在41500年前減弱到現在的6%左右。那個(ge) 階段磁極翻轉，然後在500年後又翻轉回來。Cooper注意到，不僅(jin) 是地球的宇宙射線屏障被摧毀了，太陽也一樣。來自冰芯的證據表明，大約在同一時間，太陽經曆了幾次“極小期”，即低磁期。Cooper說，由此產(chan) 生的宇宙射線使大氣層帶電，其帶電程度足以破壞今天的電網，並在亞(ya) 熱帶地區產(chan) 生極光。

為(wei) 了探究其後果，該團隊運行了一個(ge) 氣候模型，表明宇宙射線的轟擊會(hui) 侵蝕臭氧層，減少其通常從(cong) 紫外線中捕捉到的熱量。團隊成員、瑞士蘇黎世聯邦理工學院博士生Marina Friedel說，高海拔地區的降溫可能會(hui) 改變風的流動，這反過來會(hui) 導致“劇烈變化”，包括一個(ge) 更冷的北美和更暖的歐洲。

而這正是其他科學家認為(wei) 這項研究過於(yu) “投機”之處。格陵蘭(lan) 島和南極洲的冰芯跨越10萬(wan) 年，它們(men) 記錄了每隔幾千年的明顯溫度波動，但在42000年前它們(men) 沒有變化。不過一些來自太平洋的記錄顯示了波動。

丹麥哥本哈根大學冰川學家Anders Svensson說，即使像Cooper及其同事說的那樣，這種變化主要發生在熱帶地區，那它也應該在冰芯中被看到。“我們(men) 沒有發現這一點。”

研究小組進一步指出，氣候變化可以解釋42000年前發生的一係列奇怪事件。最值得注意的是，澳大利亞(ya) 的大型哺乳動物大約在那時滅絕了。尼安德特人從(cong) 歐洲消失了，精致的洞穴繪畫開始在歐洲和亞(ya) 洲出現。

不過，英國牛津大學考古學家和放射性碳專(zhuan) 家Thomas Higham說，人類進化史上的兩(liang) 個(ge) 轉折點都與(yu) 42000年前的劇變不太一致，並且也都不是突然發生的。他說，“在我看來，將兩(liang) 者聯係起來，似乎把證據推得太遠了”。（文樂(le) 樂(le) ）

相關(guan) 論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.abb8677