新西蘭一座發(fā)電廠破土動(dòng)工，結(jié)果意外挖出了一段“遺失的歲月”。

一段4.2萬年前重達(dá)60噸的貝殼杉（Kauri Tree）樹干重見天日，它是一次地質(zhì)大變遷的“見證者”。從樹木年輪看，這棵樹記錄了1700年的歲月，正好經(jīng)歷了地球最近一次地磁翻轉(zhuǎn)（Geomagnetic reversal）。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月18日，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》刊登了這一研究。隨著地球磁場(chǎng)減弱、繼而發(fā)生磁極反轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)宇宙輻射偏轉(zhuǎn)的能力也被削弱，地磁對(duì)生物的保護(hù)能力也隨之下降。樹干中的放射性碳含量變化，詳實(shí)記錄了來自太空的輻射量激增情況。

地磁反轉(zhuǎn)是指地球磁極在地質(zhì)時(shí)期中的交替現(xiàn)象，即磁場(chǎng)方向發(fā)生的180°改變。古地磁研究的成果顯示，地球磁場(chǎng)的極性曾經(jīng)多次反轉(zhuǎn)過。

《科學(xué)》報(bào)道稱，通過模擬這種輻射對(duì)大氣的影響，研究小組發(fā)現(xiàn)：這段時(shí)間地球的氣候可能一次發(fā)生了短暫變化，導(dǎo)致了澳大利亞大型哺乳動(dòng)物和歐洲尼安德特人的滅絕。南澳大利亞博物館的一位古DNA研究人員、該研究的主要作者之一艾倫·庫珀（Alan Cooper）稱，他們正在探索性地了解地球磁場(chǎng)變化所帶來的影響。

歐洲環(huán)境地球科學(xué)研究與教學(xué)中心的古人類學(xué)家西蒙·昆汀對(duì)《科學(xué)》表示，這項(xiàng)研究不僅詳細(xì)確定了地球歷史上最近一次的磁極翻轉(zhuǎn)時(shí)間和強(qiáng)度，而且還是第一個(gè)提出可信的證據(jù)，表明磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)會(huì)影響全球氣候。不過古氣候?qū)W家對(duì)該研究持懷疑態(tài)度，稱其他記錄幾乎沒有發(fā)現(xiàn)氣候動(dòng)蕩的痕跡。

地球磁場(chǎng)是由地核外層融化的鐵水流動(dòng)摩擦產(chǎn)生的，但這種流動(dòng)容易產(chǎn)生紊亂，不僅會(huì)削弱磁場(chǎng)，還會(huì)導(dǎo)致磁極漂移，有時(shí)甚至完全翻轉(zhuǎn)。巖石中礦物的磁取向記錄了長(zhǎng)期的逆轉(zhuǎn)，但無法捕捉到持續(xù)數(shù)百年的翻轉(zhuǎn)細(xì)節(jié)，例如4.2萬年前的這場(chǎng)翻轉(zhuǎn)。 但是，碳的同位素碳14可以精準(zhǔn)標(biāo)記這些較短的磁場(chǎng)波動(dòng)。

其背后的原理是這樣的：當(dāng)宇宙射線，即來自外層空間的帶電粒子經(jīng)過磁場(chǎng)并撞擊大氣時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生同位素。它會(huì)被生物吸收，其特定的半衰期使其成為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。

研究小組使用碳14對(duì)貝殼杉樹干進(jìn)行了年份測(cè)定，方法是將其與來自中國(guó)的準(zhǔn)確但粗略的放射性碳洞穴記錄進(jìn)行對(duì)照。然后，通過測(cè)量環(huán)中碳14的細(xì)微變化，他們追蹤了隨著磁場(chǎng)減弱和激增，其生產(chǎn)在40年間的變化情況。明尼蘇達(dá)大學(xué)的地球化學(xué)家勞倫斯·愛德華茲說，這項(xiàng)技術(shù)能讓他們最終42000年前的情況，真是太神奇了。

放射性碳的峰值表明，到41500年前，地球磁場(chǎng)減弱到了目前強(qiáng)度的6％。那時(shí)，地球磁極已顛倒了。在此之前的500年地磁發(fā)生偏轉(zhuǎn)與傾斜。庫珀說，那個(gè)時(shí)期不僅地球的宇宙射線屏蔽能力下降了，太陽也進(jìn)入了極小期（Grand minima）。來自冰芯的證據(jù)表明，大約在同一時(shí)間，太陽正經(jīng)歷著幾個(gè)“極小期”，即低磁活動(dòng)周期。庫珀說，由此產(chǎn)??生的宇宙射線攻擊使大氣層達(dá)到了一種足以摧毀當(dāng)今電網(wǎng)，并能亞熱帶地區(qū)形成極光的水平。

為了研究地磁反轉(zhuǎn)的后果，研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)氣候模型。模型表明宇宙射線轟擊會(huì)侵蝕臭氧層，其吸收紫外線的能力將降低，這意味著吸收熱量也將減少。《科學(xué)》援引蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）研究顯示，高空降溫會(huì)改變氣流，進(jìn)而可能導(dǎo)致地表氣候急劇變化，包括北美更涼爽，歐洲更溫暖。

研究小組進(jìn)一步論證說，氣候變化可能是42000年前發(fā)生的一系列劇變的原因。其中比較顯著的有：澳大利亞的大型哺乳動(dòng)物在那個(gè)時(shí)期滅絕了；尼安德特人從歐洲消失了；精心繪制洞穴壁畫開始出現(xiàn)在歐洲和亞洲（智人開始占統(tǒng)治地位）。牛津大學(xué)的考古學(xué)家和放射性碳專家托馬斯·海厄姆說，盡管如此，人類進(jìn)化的里程碑與42000年前的轉(zhuǎn)變并沒有很好地吻合，而且都不是突然發(fā)生的。他說，地磁轉(zhuǎn)變改說，這個(gè)推論推得有點(diǎn)過頭了。

值得注意的是，地球磁場(chǎng)從150年前就開始走下坡路，磁場(chǎng)的強(qiáng)度到現(xiàn)今已經(jīng)削減了10%-15%，衰弱速度近來有增無減。