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重要假说被推翻:寒武纪生命大爆发与地球磁场翻转有关?

弘兴快讯网2024-03-28 17:20:12【知识】8人已围观

简介本文来自微信公众号:SF 中文 (ID:kexuejiaodian),作者:SF有研究认为,在新元古代晚期-寒武纪早期,地球的自转轴发生巨大变化,地理上的南北极位置移动,导致地表上生物的活动环境变动剧 特殊任命

本文来自微信公众号:SF 中文 (ID:kexuejiaodian),重假作者:SF

有研究认为,说被在新元古代晚期-寒武纪早期,推翻特殊任命地球的寒武自转轴发生巨大变化,地理上的纪生南北极位置移动,导致地表上生物的地球活动环境变动剧烈,才促成了寒武纪生命大爆发。磁场但是翻转,新研究显示,有关可能当时地球没转,重假转动剧烈的说被是地磁场。

文 | 闻静

地磁场由地核中物质的推翻运动产生,透过地表一直延伸到外太空,寒武保护地球上的纪生生命免受太阳风、高能宇宙射线的地球特殊任命伤害。在地球历史上,内核的诞生对地磁场造成了很大的扰动。新研究显示,寒武纪生命大爆发与当时磁场的变化有关。

地球内核从无到有

地磁场是由地核中流动的磁性物质产生的,这些流动的磁性物质主要在外核中,而内核是一个固态的铁球。地磁场可以抵御太阳风对大气圈的侵蚀,并阻挡着高能宇宙射线,从而保护着生活在地球表面的生物。像地球的“好兄弟”火星,就没有磁场的保护,它的核心是完全凝固的状态,没有磁性物质流动,因此,我们现在观察不到火星上有生命存在的迹象。

地球的固态内核经历了一个从无到有的过程,并且现在还在逐渐增大,可能最后也会完全凝固,但那对人类来说太遥远了,所以我们不必忧虑将面对现在火星那样的困境。(想了解更多,请戳:地核正在快速凝固?地球会像火星一样变得毫无生机吗)

回顾地球的历史,我们可以说,在地球生命的起源和演化中,地磁场的演化占据着举足轻重的地位。

通常认为,地球的固态内核在新元古代晚期 —— 也就是在寒武纪到来之前 —— 开始出现,之后继续生长,体积逐渐增大,一直到现在的大小。科学家之所以这么认为,是因为古地磁证据显示,新元古代晚期地磁场极性频繁倒转,而且强度是现有记录中最低的。

科学家推断,在固态内核初始形成时,地核结构发生了重大变化,扰乱了原来的地磁场,出现了地磁极性频繁倒转、磁场强度减弱等现象。

真极移促成寒武纪生命大爆发?

对地球上的生物演化来说,内核初始形成带来的不稳定现象显然是不利的。此后,地磁场经历了由失稳状态恢复到相对稳定状态的过程,科学家们也一直在探究这个恢复机制,以及恢复过程对前寒武纪-寒武纪的生物演化有什么影响。

有观点认为,在早寒武世期间(寒武纪的三个时期中距今最远的一个时期,最接近新元古代晚期),地球发生了幅度约为 90° 的真极移,而这个真极移就是导致寒武纪生命大爆发的一个重要原因。

真极移是指由于地球各部分的质量分布发生变化,地球外部的固态圈层(包括地壳以及地幔上部)相对内部圈层发生旋转,并进一步导致地球自转轴变化,地理南、北极的位置偏移等。90° 的真极移相当于原来的极点到达了接近赤道的位置。

支持这个观点的科学家认为,真极移造成地球上陆地和海洋的纬度位置发生巨大变化,以及各海平面发生大幅度升降,进一步影响了生物赖以栖息的地表环境,甚至导致气候带和生态系统重组,这些变化加速了地球上生物的演化进程。

地磁极变化而非自转轴变化?

近日,发表在《自然・通信》(Nature Communications)的一项研究,对“真极移促成寒武纪生命大爆发”的观点提出了质疑。

在新研究中,南京大学李永祥教授带领的团队对晚寒武世(寒武纪的三个时期中距今最近的一个时期)的地磁磁极变化进行了研究。结果显示,在当时,地球的磁极可能发生了快速摆动,幅度大约有 90°,但是只持续了大约 8 万年。

如果要比较 90° 的真极移和 90° 的地磁极摆动的话,其实二者的特征非常相似,并且对真极移和地磁极摆动的判定都是依赖于对古地磁的研究。所不同的是,地球没办法在这么短的时间内(8 万年),发生如此大幅度的真极移。

地磁极摆动也会对地球上的生物造成影响,但是相对来说变动不算太剧烈。并且,在当时的地球上,依靠地磁场进行迁徙活动的动物、利用电磁效应开展各种生产生活活动的人类都还没有出现,那么,地磁场变化造成的影响可能就更有限了。

地磁场是什么时候稳定下来的?

在新研究中,科学家还推断出,从诞生之初到寒武纪晚期,地球内核可能一直都没有变得足够大,因此,对地磁场一直存在扰动作用。而直到寒武纪晚期-奥陶纪早期,地磁场才稳定下来,同时,地球的海洋生物多样性和海洋氧含量增加,地球也出现了显生宙(指从寒武纪开始到现在;有别于之前的冥古宙、太古宙、元古宙,该时期有较多的生命活动)特有的地磁场状态。

科学家认为,在寒武纪时,地球的自转是稳定的。但即使地球的维度没有发生巨大且快速的变化,地磁场从内核诞生造成的扰动中恢复的过程,也在一定程度上促进了地球上生命的演化,让生物多样性得以在这一时期大幅度提高。

参考文献:

Late Cambrian geomagnetic instability after the onset of inner core nucleation | Nature Communications

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