地球磁場是孕育生命的絕對性防護罩,阻擋致命宇宙射線與太陽風,避免地球走向大氣被剝離的火星死寂命運。然而在約 5.9 億年前的埃迪卡拉紀,地球經歷異常頻繁的磁極翻轉事件,更令人困惑的是單細胞生物走向複雜生命關鍵時機也是此時期。
最近一群研究人員提出新假設,解開地球史上磁場最混亂年代之謎。
埃迪卡拉紀(Ediacaran)距今約 5.41~6.35 億年前,此時期出現的動物沒頭沒尾沒四肢,也無口部與消化器官,只能從水中攝取養分,多數埃迪卡拉動物固定在海底,其他則平躺在淺海處,等待營養順水流送上門。
到了末期,埃迪卡拉動物分成兩支,有的成功演化成活力更高、更具進攻性的動物,並在之後的寒武紀大爆發事件大放異彩,成為現今大多數動物門祖先;有的則走向滅亡,動物特徵也永遠消失於歷史洪流。
但埃迪卡拉紀最令科學家困惑之處來自古老岩石保存的磁訊號,表明當時地球磁場相當極端且不規則變化。
科學透過古地磁學重建該時期構造板塊如何排列和移動,試圖解釋不尋常磁場變化,一些研究人員認為地殼板塊當時移動速度異常快速,也有人提出當時地球發生「真正極移(True polar wander)」,導致北極和南極地理位置明顯漂移。
近日,耶魯大學研究人員提出一種新的地球磁場模型,指出埃迪卡拉紀的磁極變化可能遵循具潛在結構性的模式,而非隨機翻轉。
新方法透過高解析度層序研究進行古地磁採樣,並確認岩石精確年齡、地球磁極變化速度,來自達特茅斯學院、瑞士與德國研究團隊的額外數據為岩層提供精確定年,結果顯示磁性變化尺度落在數千年間,而非數百萬年,排除板塊快速運動、真正極移的解釋。
此外,磁性變化並非完全隨機。而是遵循不尋常但有組織的模式,新統計方法追蹤地球磁極變化的結果表明,磁極可能以比簡單繞自轉軸擺動的更複雜方式移動。
新理論將幫助科學家更準確重建埃迪卡拉紀地理環境,讓我們一窺地球「叛逆期」,還可能解釋為何複雜生命於之後興起。
論文發表在《Science Advances》期刊。
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