頭頂的臭氧層逐漸消失，雷暴在熱帶地區肆虐；太陽風帶來的壯麗(li) 極光延伸到地球各處，這些耀眼的光芒在黑夜中照耀大地，甚至讓夜晚變得比白天還明亮；北極地區寒冷刺骨的空氣湧入北美洲，冰原和冰川迅速擴張；地球上的天氣模式正發生著劇烈變化……

這些聽起來就像是恐怖電影中的情節，但根據一項新的研究，這是曾經地球上真實發生過的事情。大約42000年前，地球經曆了長達數個(ge) 世紀的“末日災難”。一項發表在《科學》雜誌上的發現認為(wei) ，42000年前由地磁極性倒轉和太陽行為(wei) 變化所觸發的一係列戲劇性的災難，對我們(men) 的星球產(chan) 生了深遠的影響。

地球磁場來自外核中液態鐵的流動，因此，地球的磁極並非是固定的。由於(yu) 液態鐵的動態運動，磁極的漂移現象，甚至完全翻轉時有發生。我們(men) 已知的最後一次磁極完全翻轉發生在約780000年前。

而有時，地球磁場也會(hui) 發生暫時的擺動或倒轉，比如約41000至42000年前暫時性的磁極遷移事件，它也被稱為(wei) 拉尚漂移（Laschamps Excursion）。在這一時期，地球磁場由於(yu) 某些尚不完全清楚的原因發生了暫時倒轉，該事件持續了數百年。科學家已經在世界各地找到了拉尚漂移留下的線索，但到目前為(wei) 止，還不清楚這種磁場變化對地球氣候和生命產(chan) 生了怎樣的影響。

為(wei) 了找到答案，參與(yu) 新研究的科學家需要找到那些“失傳(chuan) 的時間記錄”。幾年前，新西蘭(lan) 正在建設一間發電廠，工地上的工人們(men) 發掘出了一根重達60噸的貝殼杉（kauri tree，Agathis australis）樹幹。貝殼杉是新西蘭(lan) 最大的喬(qiao) 木之一，而這棵樹生長於(yu) 42000年前，並在泥炭沼澤和其他沉積物中被保存了數萬(wan) 年。樹木的年輪跨越1700年，完美地記錄下了一個(ge) 地磁動蕩的時代。

圖片 新西蘭(lan) 發掘出的貝殼杉。| 圖片來源：Nelson Parker via The Conversation

通過貝殼杉的年輪，研究人員能夠建立起一個(ge) 詳細的時間表，表明地球大氣在這段時間內(nei) 如何變化。在兩(liang) 極倒轉時，地球磁場崩塌，這會(hui) 導致大氣放射性碳水平會(hui) 出現一個(ge) 長期的峰值，而生長在同時期的樹木恰好可以用自己的“身體(ti) ”記錄下這些細節。因此這棵古老的貝殼杉就像塞羅塔石碑，幫助科學家把來自世界各地的洞穴、冰芯和泥炭沼澤的環境變化記錄聯係在一起。

放射性碳的數據顯示，約41500年前，磁場強度大約隻有當今的6%。由於(yu) 缺乏磁場，我們(men) 的星球幾乎完全失去了抵禦宇宙輻射的有效屏障，更多來自太空的穿透性極強的粒子可以進入大氣層的頂部。

除此之外，太陽在此期間經曆了幾段明顯的“活動極小期”（Grand solar minimum），在這些時期中，太陽活動總體(ti) 上要低得多，但也變得更不穩定，大量耀發使更強大的電離宇宙射線到達地球。

研究人員同時利用一個(ge) 模擬全球化學和氣候相互作用的計算機程序，探索了弱磁場和太陽強度變化的影響。模型顯示，這些因素的組合具有放大效應。來自銀河係的高能宇宙射線和太陽耀斑產(chan) 生的巨大宇宙射線爆發能穿透高層大氣，使空氣中的粒子帶電，並引起化學變化，導致平流層臭氧的損失。

研究人員相信，化學-氣候模擬的結果與(yu) 許多自然氣候和環境記錄中觀察到的環境變化是一致的。他們(men) 認為(wei) ，在這一時期，熱帶太平洋雨帶和南大洋西風同時發生的突然移動，這可以解釋澳大利亞(ya) 等地出現的幹旱。也正是在這時，包括巨型袋鼠和巨型袋熊在內(nei) 的一係列大型動物從(cong) 澳大利亞(ya) 的土地上消失了。再往北，美國東(dong) 部和加拿大的勞倫(lun) 泰德冰蓋迅速擴張。

同時，劇烈的變化和前所未有的高紫外線水平給生命帶來了極大的威脅。在歐洲，尼安德特人逐漸滅絕。在強烈的紫外線威脅下，早期人類隻能進入洞穴中尋求庇護，這也恰好可以解釋這一時期世界各地洞穴藝術的突然繁榮。

由於(yu) 這些發生在42000年前的看似隨機的事件和極端環境變化的巧合，研究人員將它們(men) 統稱為(wei) “亞(ya) 當斯事件”，這是為(wei) 了向偉(wei) 大的科幻作家、《銀河係漫遊指南》的作者道格拉斯·亞(ya) 當斯致敬。在《銀河係漫遊指南》中，亞(ya) 當斯正是將“42”作為(wei) 生命、宇宙和一切的終極答案。

但也有不同的聲音認為(wei) ，有些推論是對已有證據的過分演繹。牛津大學考古學家Thomas Higham表示，人類進化中的裏程碑並沒有出現在這一時期，它們(men) 也都不是突然發生的，把它們(men) 和磁場倒轉聯係起來似乎並沒有那麽(me) 說得通。

但新的研究結果能為(wei) 更多磁極漂移事件的探索帶來啟發，比如短暫的莫諾湖漂移事件（Mono Lake Excursion），而被遠古岩石記錄下的長期地磁倒轉可能對環境帶來了更大的影響。這些有待探索的問題對科學家來說都充滿著吸引力。

#創作團隊：

文字：Takeko

圖片：雯雯子

#參考來源：

https://theconversation.com/earths-magnetic-field-broke-down-42-000-years-ago-and-caused-massive-sudden-climate-change-155580

https://cosmosmagazine.com/earth/earth-sciences/magnetic-reversal-caused-massive-climate-shifts/ 

https://www.sciencemag.org/news/2021/02/ancient-kauri-trees-capture-last-collapse-earth-s-magnetic-field

#圖片來源：

封麵：Paul Pettitt,courtesy Gobierno de Cantabria

文首圖：Unsplash


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