在过去5.4亿年间,地球磁场强度的起伏与大气中氧气含量的变化高度吻合。NASA科学家在最新研究中提出,这种同步关系或许揭示了地球深处的内部过程如何影响地表的宜居性。
地球的磁场源于地核熔融物质的流动,这一过程如同一个巨大的电磁体在不停运转。然而,这股流动并不稳定,因此磁场的强弱也在不断变化。长期以来,许多科学家认为磁场能够为地球大气撑起一层保护伞,抵御太阳风中高能粒子的侵蚀。但这项研究的作者指出,磁场在大气保护中的具体作用仍是一个有待深入探索的谜题。
于是他们决定不急于解释因果,而是先审视磁场与氧气在历史上的变化轨迹是否存在某种一致性。
要追溯地磁变化的历史,科学家会寻找被磁化的矿物。在板块张裂带的岩浆中,随着炽热的矿物冷却,它们会记录当时的磁场方向和强度。如果这些矿物后来没有被再次加热,就能永久保留那一刻的地磁“签名”。而氧气的历史线索则藏在古老的岩石和矿物中,因为这些物质的化学成分受当时环境中氧气浓度的影响。
目前,科学家们已通过大量地球物理与地球化学研究,建立起涵盖磁场与氧气变化的长时间序列数据库。但令人惊讶的是,直到这项研究前,还没有人真正把两者的数据进行深入比对。
NASA戈达德太空飞行中心的地球物理学家Weijia Kuang表示:“这两个数据集的趋势惊人地一致。地球是目前唯一已知拥有复杂生命的星球,而我们发现的这种关联,可能帮助我们理解生命如何起源、又如何受到地球内部活动的影响。”
研究团队发现,自寒武纪生命大爆发以来,地磁强度和氧气含量便呈现出同步升降的模式。这一发现不仅追溯到了复杂生命首次出现的时代,也为地球生命演化与地球内部运动之间的联系提供了全新视角。
英国利兹大学的生物地球化学家Benjamin Mills补充说:“这种同步现象提示我们,磁场和氧气可能都受到同一种深层地质过程的驱动,比如大陆板块的移动。”
接下来,研究人员计划拓展数据范围,追溯更久远的地质时期,看这种相关性是否能进一步延伸。他们还希望调查其他生命必需元素如氮的历史波动,看看是否也能映射出类似的模式。
至于究竟是什么力量,在地球内部悄然操纵着地表的生命进程,NASA的研究人员Kopparapu说得很坦率:“这一点,我们还得继续挖掘。”
本文译自 NASA Science,由 BALI 编辑发布。

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