42000年前的树木使我们能够准确地分析地球上一次磁场逆转的过程

古老贝壳杉树的原木

来自新西兰Ngawha的古老贝壳杉原木。信贷:纳尔逊•帕克

对42000年历史的新西兰贝壳杉树遗骸的放射性碳测量为更好地校准这一时期的地质档案提供了基础。

上一次地球磁场的完全逆转,也就是所谓的拉尚普斯事件,发生在42000年前。对新西兰贝壳杉的残留物进行放射性碳分析,使我们第一次能够精确地确定和分析这一事件及其相关影响,并校准这一时期的沉积物和冰芯等地质档案。基于此的模拟表明,磁场的强烈减弱对地球大气层有相当大的影响。这是由澳大利亚新南威尔士大学的克里斯·特尼领导的一个国际研究小组得出的结论,德国波茨坦地球科学研究中心的诺伯特·诺瓦齐克和阿尔弗雷德·韦格纳研究所的弗洛里安·阿道夫参与了该研究,该研究现已发表在该期刊上科学

地球的磁场会经历永久的波动,有时甚至会发生磁极的逆转。它们的原因、过程和结果尚不完全清楚。研究人员现在已经对所谓的Laschamps事件进行了更详细的调查。它指的是大约42000年前地球磁场的最后一次完全逆转。磁场不仅改变了方向,在几百年的时间里,它也戏剧性地失去了力量。

大约四万两千年前,地磁北极向南移动。在这个持续了大约500年的过程中,磁场减弱到6%到0%之间。在大约500年的时间里,磁极一直处于反转状态,磁场强度的变化低于今天的28%,但在大约250年的时间里又发生了逆转。

来自新西兰Ngawha的古老贝壳杉原木

来自新西兰Ngawha的古老贝壳杉原木。信贷:纳尔逊•帕克

通过链接不同的数据集,现在可以实现这种确切的时间顺序分类。首先,研究人员使用Norbert Noveaczyk和他的团队从2013年从黑海的沉积物核心的地球磁场上使用的结果与格陵兰冰核相匹配,通过同时记录的气候变化。

其次,准确的分析和约会的事件只是由放射性碳(c) 14日分析sub-fossil贝壳杉树生长在湿地Ngawha新西兰北部大约1700年期间的问题,后来在沼泽,保养得很好。

Chris Turney在几年前访问位于波茨坦的德国地球科学研究中心(GFZ)时报告了大约4万年前的这一发现。“作为一名地磁科学家,我立刻想到了与拉尚普斯事件的联系,并建议对14C进行分析,这在那时还没有在树木上做过,”诺瓦齐克说,他是地球科学中心古地磁和岩石磁性实验室的负责人。

背景:随着磁场的缩小,地球正在失去一个重要的保护屏障,至少是部分地失去。这也反映在树木中放射性碳同位素14C的增加水平上。原因是在高能带电宇宙粒子轰击氮的过程中,地球大气中14C的形成增加了。

“贝壳杉亚化石是一个令人兴奋的大气成分档案,”赫姆霍尔茨极地和海洋研究中心(AWI)阿尔弗雷德·韦格纳研究所的古气候学家弗洛里安·阿道夫说。这些树木可以存活几千年,并记录下它们生长过程中大气中放射性碳含量的年度变化,研究小组对这些变化进行了精确测量。

“这些数据改进了放射性碳定年的校准曲线,允许更准确地确定广泛的气候档案和化石的年代。它们也可以与冰芯进行直接比较:那里测量到的铍同位素显示出与树木中的放射性碳类似的变化,因为地球大气中这两种同位素的产生都取决于撞击地球的宇宙射线的强度,”该研究的合著者解释道。他利用这种效应高精度地同步树木和冰芯,减少了将这两份档案从几千年到大约100年进行比较的不确定性。

为了进一步研究弱地球磁场对大气以及全球气候的影响,研究人员进行了大气化学模拟。yabovip2021除此之外,他们还发现了臭氧的减少。特尼解释说:“来自太空的未经过滤的辐射打碎了地球大气层中的空气粒子,分离电子并发射光——这个过程被称为电离。”“离子的空气”嘶嘶声“臭氧层”。“This triggered a wave of changes in the atmosphere, including increased dazzling light shows that we know as the aurora borealis, which at the time may have been observed not only near the poles but across the globe.

NowAczyk表示,重要的是进一步分析弱磁场在此方向上的影响。因为地球的磁场已经削弱了大约2000年。与170年前的第一个直接测量相比,观察到九个百分之九个百分之一,在南大西洋的面积甚至30%。这是否意味着杆逆转在下一个到两千年的下降中是可扩张的。然而,天然辐射盾的崩溃将为我们当今的社会构成巨大挑战,这非常基于电子产品。

这些新的可能性的基础上,按时间顺序分类的事件42000年前,这项研究的主要作者提出更深远的假设的影响地球磁场逆转——例如对尼安德特人的灭绝或洞穴壁画的发病。诺瓦齐克并没有排除存在因果关系的可能性,但他认为这种可能性相当小。

想了解更多关于这项研究的信息,请阅读4万2千年前地球磁场的逆转引发了一场全球环境危机

参考:“42000年前全球环境危机”Alan Cooper克里斯·s·m·特尼乔纳森•帕默艾伦•霍格马特McGlone,珍妮特•维尔姆赫斯特被安德鲁·m·Lorrey蒂莫西·j·希顿(James m . Russell肯•麦克拉肯朱利安g . Anet尤金Rozanov,玛丽娜弗里德尔,Ivo苏特Raimund介壳,托马斯•彼得Florian Adolphi,安东尼•Dosseto j·泰勒信仰,Pavla芬威克,Christopher j . Fogwill康拉德Hughen,马修利普森,Jiabo Liu Norbert Nowaczyk Eleanor Rainsley Christopher Bronk拉姆齐保罗·塞巴斯蒂安内利、亚辛·苏尔米、贾妮尔·史蒂文森,Zoë托马斯、雷蒙德·托布勒和罗兰·泽克,2021年2月19日,科学
DOI: 10.1126 / science.abb8677

1评论在“42,000岁的树木可以准确地分析地球的最后一个磁场逆转”

  1. 克莱德·斯宾塞|2021年2月23日下午1:22|回复

    “离子的空气”嘶嘶声“臭氧层”。“

    除非Turney能告诉我们等离子体如何影响紫外线的通过,否则他的推测可能还为时过早。无论如何,我强烈怀疑任何通过平流层的UV-C都会在较低的高度产生臭氧,并在这个过程中被吸收。所以,对流层上层的温度会发生变化,但我不认为紫外线通量会比今天人类和动物在喜马拉雅所经历的更大。黑素瘤在澳大利亚比在西藏更严重。

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