新西兰贝壳杉化石中的放射性碳揭示42000年前地球一次磁场巨变

（化石网报道）据中国科学报（文乐乐）：几年前，新西兰一家发电厂破土动工，工人们发掘出了一段遗失的时间记录：一棵重60吨的树干。这一树干来自贝壳杉，后者是新西兰最大的树种。这棵有42000年历史的贝壳杉保存在沼泽中，记录了地球被颠倒的动荡时期——至少从磁性上说是这样。

日前，科学家在《科学》上报告说，随着地球保护性磁场减弱和两极翻转，该树干和其他几块木头上的放射性碳含量激增。通过模拟这种辐射对大气的影响，研究小组认为，地球的气候发生了短暂变化，可能导致澳大利亚大型哺乳动物和欧洲尼安德特人的消失。

“对于地磁变化，我们只知皮毛。”论文主要作者之一、南澳大利亚博物馆古DNA研究员Alan Cooper说。

“这项研究不仅详细确定了地球历史上最近一次磁交换的时间和强度，同时首次提出可信（尽管是推测性的）证据，表明这些翻转会影响全球气候。”法国欧洲环境地球科学研究与教学中心古人类学家Quentin Simon说。

但一些古气候科学家对该小组扩展的结论持怀疑态度，称其他记录几乎没有发现气候动荡的痕迹。

地球磁场是由外核的熔铁流动产生的，后者很容易产生混乱的摆动，这不仅会削弱磁场，还会导致磁极漂移甚至完全翻转。岩石中矿物的磁性记录了长期的倒转，但无法捕捉到持续数百年的翻转细节。

但是，放射性碳14可以标记较短时间的波动。当宇宙射线（来自外层空间的带电粒子）滑过磁场并撞击大气层时，会产生同位素。它被生物所吸收，其特定半衰期使其成为标准时钟。 该小组使用放射性碳对贝壳杉进行了测年，通过测量年轮中碳14的细微变化，追踪了随着磁场减弱和激增而产生的变化情况。

放射性碳的峰值表明，磁场强度在41500年前减弱到现在的6%左右。那个阶段磁极翻转，然后在500年后又翻转回来。Cooper注意到，不仅是地球的宇宙射线屏障被摧毁了，太阳也一样。来自冰芯的证据表明，大约在同一时间，太阳经历了几次“极小期”，即低磁期。Cooper说，由此产生的宇宙射线使大气层带电，其带电程度足以破坏今天的电网，并在亚热带地区产生极光。

为了探究其后果，该团队运行了一个气候模型，表明宇宙射线的轰击会侵蚀臭氧层，减少其通常从紫外线中捕捉到的热量。团队成员、瑞士苏黎世联邦理工学院博士生Marina Friedel说，高海拔地区的降温可能会改变风的流动，这反过来会导致“剧烈变化”，包括一个更冷的北美和更暖的欧洲。

而这正是其他科学家认为这项研究过于“投机”之处。格陵兰岛和南极洲的冰芯跨越10万年，它们记录了每隔几千年的明显温度波动，但在42000年前它们没有变化。不过一些来自太平洋的记录显示了波动。

丹麦哥本哈根大学冰川学家Anders Svensson说，即使像Cooper及其同事说的那样，这种变化主要发生在热带地区，那它也应该在冰芯中被看到。“我们没有发现这一点。”

研究小组进一步指出，气候变化可以解释42000年前发生的一系列奇怪事件。最值得注意的是，澳大利亚的大型哺乳动物大约在那时灭绝了。尼安德特人从欧洲消失了，精致的洞穴绘画开始在欧洲和亚洲出现。

不过，英国牛津大学考古学家和放射性碳专家Thomas Higham说，人类进化史上的两个转折点都与42000年前的剧变不太一致，并且也都不是突然发生的。他说，“在我看来，将两者联系起来，似乎把证据推得太远了”。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.abb8677