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《美国国家科学院院刊》:研究发现1万到8千年前中东地区的磁场情况

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热度35票 浏览10次 时间:2021年9月05日 09:44
《美国国家科学院院刊》:研究发现1万到8千年前中东地区的磁场情况

《美国国家科学院院刊》:研究发现1万到8千年前中东地区的磁场情况

《美国国家科学院院刊》:研究发现1万到8千年前中东地区的磁场情况

(化石网报道)据cnBeta:外媒报道,由特拉维夫大学、意大利国家地球物理与火山研究所和加州大学圣迭戈分校进行的国际研究发现了关于大约1万到8千年前中东地区的磁场情况。研究人员检查了约旦考古遗址中的陶器和烧焦的火石,上面记录了那个时期的磁场。有关史前时期磁场的信息可以影响研究人员对今天磁场的理解,今天的磁场已经呈现出减弱的趋势,引起了气候和环境研究人员的关注。

这项研究是在特拉维夫大学Jacob M. Alkow考古学和古代近东文化系的Erez Ben-Yosef教授和斯克里普斯海洋学研究所古地磁实验室负责人Lisa Tauxe教授的领导下,与来自加州大学圣迭戈分校、罗马和约旦的其他研究人员合作进行的。文章发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。

Ben-Yosef教授解释说:“阿尔伯特·爱因斯坦将地球的磁场描述为现代物理学的五大谜团之一。到现在为止,我们知道一些关于它的基本事实。磁场是由发生在地球表面下约3000公里深处的过程产生的(为了比较,人类最深的钻探只达到20公里的深度);它保护地球免受宇宙辐射的持续轰击,从而使我们所知的生命得以存在;它是不稳定的,其强度和方向不断变化,它与大气和地球生态系统中的各种现象有关,包括可能对气候产生一定影响。然而,磁场的本质和起源在很大程度上仍未得到解决。在我们的研究中,我们试图为这个伟大的谜题打开一个窥视孔。”

研究人员解释说,测量地球磁场强度的仪器是在大约200年前才首次发明的。为了研究早期时期的磁场历史,科学得到了考古和地质材料的帮助,这些材料在被加热到高温时记录了磁场的特性。磁性信息仍然"冻结"在铁磁性矿物的微小晶体内(永远或直到另一次加热事件),可以利用磁学实验室的一系列实验从中提取。来自火山喷发的玄武岩或在窑中烧制的陶瓷是经常用于这些类型的实验的材料。

与地质学相比,使用考古学材料的最大优势是时间分辨率。在地质学中,时间测定充其量是几千年的规模,而在考古学中,文物和它们所记录的磁场可以以几百年,有时甚至几十年的分辨率来测定(在特定情况下,如已知的破坏事件,甚至可以给出一个确切的日期)。考古学的明显缺点是相关文物的年龄较小。直到现在一直被用于此目的的陶瓷,在8500年前才被发明。

目前的研究基于来自瓦迪费南(约旦)四个考古遗址的材料,这些材料的年代(使用碳-14)为新石器时代--大约1万至8千年前--其中一些比陶瓷的发明早。研究人员检查了在这些挖掘中发现的129件物品中记录的磁场,这次在陶瓷碎片中加入了烧过的燧石工具。

Ben-Yosef教授:“这是第一次利用史前遗址的烧制火石来重建其时代的磁场。大约一年前,希伯来大学发表了开创性的研究,显示了用这种材料工作的可行性,而我们将这一工作向前推进了一步,从年代紧密的烧制火石中提取了地磁信息。使用这种材料的工作将研究的可能性延伸到数万年之前,因为在陶瓷发明之前,人类使用火石工具的时间非常长。此外,在收集到足够的关于地磁场随时间变化的信息后,我们将能够利用它来确定考古遗迹的日期。”

这项研究的另一个重要发现是被检查的时间段内的磁场强度。考古文物表明,在新石器时代的某个阶段,磁场变得非常弱(属于过去1万年有记录的最弱值),但在相对较短的时间内恢复并加强。

根据Tauxe教授的说法,这一发现对我们今天来说意义重大。“在我们这个时代,自从不到200年前开始测量以来,我们已经看到磁场的强度持续下降。这一事实引起了人们的担忧,我们可能会完全失去保护我们免受宇宙辐射影响的磁场,因此,它对地球上生命的存在至关重要。我们研究的结果可以让人放心。这在过去已经发生过了。大约7600年前,磁场的强度甚至低于今天,但在大约600年内,它获得了强度并再次上升到高水平。”
TAG: 考古
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