如果5亿年以前地球磁场没有崩溃 生命还能够存在吗？

如果5亿年以前地球磁场没有崩溃生命还能够存在吗？艺术家眼中的埃迪卡拉纪--地球磁场最弱的时期虽然磁场大部分时间是稳定的，但也会随着时间的推移而波动。在一项新的研究中，罗切斯特大学的科学家们发现了地球历史上磁场的最薄弱点--但令人惊讶的是，它似乎发生在复杂生命爆发之前，而不是像你想象的那样与大灭绝同时发生。古代矿物中的磁性颗粒可以记录当时的磁场强度。罗切斯特的研究人员测量了长石和辉石晶体中的磁化，将20多亿年前的样本与5.91亿年前的样本进行了比较。他们发现，较早的样本记录到的磁场强度与今天相似，但较年轻的样本表明，当时的磁场强度仅为现在的3%--也就是我们所知的磁场最弱的时候。这种较弱的磁场似乎持续了至少2600万年，然后才开始恢复强度。根据研究小组之前的工作，这正是地球内核凝固并稳定磁场的时间。磁场变弱意味着更多的宇宙辐射深入地球大气层，如果这种情况发生在今天，很可能会引发大灭绝事件。但有趣的是，这一历史低谷可能有助于所有动物祖先的进化。一种生活在埃迪卡拉纪的奇异生物--迪金森尼亚的化石肖树海，弗吉尼亚理工大学从6.35亿年前到5.39亿年前的埃迪卡拉纪是地球生命进化的关键阶段。在这一时期，复杂的多细胞生命形式首次出现，但它们几乎不像我们现在所知的生命--它们看起来像圆盘、管子、扇子、甜甜圈，或者只是软软的"泥袋"。事实上，科学家们甚至搞不清楚这些生物到底是藻类、真菌，还是早期的植物或动物。到了下一个时期，即寒武纪，大多数怪胎似乎都灭绝了。但大约在同一时期，生命形式的多样性出现了大规模爆发，进化树上的几乎所有现代分支都在相对较短的时间内出现。这一事件的主要诱因之一被认为是大气中氧气含量的增加--根据这项新研究，我们可能要感谢磁场的减弱。如前所述，这种浸透会让更多的辐射进入地球大气层，从而让更多的带电粒子剥离氢等原子。如果有足够多的氢原子流失到太空中，那么大气层中的氧原子就会堆积起来，而不是与氢发生反应形成水蒸气。随着时间的推移，空气中的氧气含量就会增加，从而为新生命的诞生提供动力。如果这种看法是真的，那就说明高级生命的进化是非常幸运的。如果磁场没有反弹，地球可能会走上火星的老路。这项研究的作者约翰-塔尔杜诺说："如果在埃迪卡拉纪之后仍然存在异常微弱的磁场，地球可能会与今天这个富含水的星球大相径庭：水的流失可能会使地球逐渐干涸。"该研究成果发表在《自然-通讯-地球与环境》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429692.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429692.htm

当地球的磁屏蔽失效时：4.1万年前的宇宙射线入侵

当地球的磁屏蔽失效时：4.1万年前的宇宙射线入侵但是，还有一种情况叫做磁场偏移，在这种情况下，磁场强度会短暂减弱，我们熟悉的偶极（或两个磁极）会消失，取而代之的是多个磁极。大约4.1万年前发生的拉斯汉普斯磁场偏移是研究得最好的一次。它的特点是磁场强度较低，这意味着地球表面对有害太空射线的保护较弱。低磁场强度时期可能与生物圈的重大动荡有关。要想知道宇宙射线何时对地球表面进行了猛烈轰击，科学家可以测量冰芯和海洋沉积物中的宇宙放射性核素。这些特殊的同位素是宇宙射线与地球大气相互作用产生的；它们诞生于宇宙射线，因此它们是宇宙源性的。古地磁场强度较低--屏蔽较弱--的时期应该与大气中宇宙成因放射性核素产生率较高相关联。德国波茨坦GFZ的研究员SanjaPanovska将在下周举行的欧洲地球科学联盟（EGU）2024年大会上，介绍她在拉斯汉普斯考察期间发现的古地磁场强度与宇宙成因核素之间的关系，重点是空间气候。铍-10等宇宙放射性核素的变化为地球古地磁强度的变化提供了一个独立的代用指标。事实上，Panovska发现，拉斯汉普斯偏移期间铍-10的平均生产率是现在生产率的两倍，这意味着磁场强度非常低，大量宇宙射线进入地球大气层。为了从宇宙放射性核素和古地磁数据中获取更多信息，帕诺夫斯卡利用这两个数据集重建了地磁场。她的重建结果表明，在拉斯汉普斯偏移期间，当磁场急剧下降时，磁层缩小了，"从而降低了对我们星球的屏蔽"，了解这些极端事件对于未来发生这些事件、空间气候预测以及评估其对环境和地球系统的影响非常重要。要了解有关这项工作的更多信息，Panovska将在EGU2024会议的EMRP3.3会议上作口头报告，时间为欧洲中部时间4月19日星期五14:05-14:15，地点为-2.20室。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427936.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427936.htm

地质学家意外发现失落的巨型板块遗迹

地质学家意外发现失落的巨型板块遗迹一位地质学家成功地重建了一个以前不为人知的构造板块，它被命名为"蓬图斯"（Pontus），面积曾约为太平洋的四分之一。这一发现是在日本、婆罗洲和菲律宾等多个地区进行实地考察后得出的。图片来源：苏珊娜-范-德-拉格马特（SuzannavandeLagemaat）/乌特勒支大学范-德-拉格马特通过实地研究和对日本、婆罗洲、菲律宾、新几内亚和新西兰山脉带的详细调查，重建了消失的板块。令她惊讶的是，她发现婆罗洲北部的大洋残余一定属于长期以来被怀疑的板块，科学家将其命名为庞图斯板块。现在，她已经重建了整个板块的全貌。菲律宾位于不同板块系统的复杂交界处。该地区几乎完全由大洋地壳组成，但有些地块高出海平面，并呈现出不同年代的岩石。构造板块构成了地球坚硬的外壳，了解构造板块的运动对于了解地球的地质历史至关重要。这些板块的运动强烈影响着地球古地理和气候的长期变化，甚至影响着稀有金属的发现。但是，地质历史上的大洋板块已经通过俯冲作用消失在地幔中。它们只留下了隐藏在山脉带中的岩石碎片。VandeLagemaat研究了地球上最复杂的板块构造区域：菲律宾周边地区。苏珊娜-范-德-拉格马特（SuzannavandeLagemaat）重建的蓬图斯大洋板块：1.2亿年前它在古太平洋的位置，以及现在的遗迹。早先的一项研究表明，古太平洋西部一定有一个大型俯冲带，它将东部已知的太平洋板块与西部假定的蓬图斯板块分隔开来。VandeLagemaat的研究现已独立证明了这一假设。图片来源：乌得勒支大学SuzannavandeLagemaatVandeLagemaat首先利用地质数据重建了日本和新西兰之间地区的板块运动。这揭示了目前西太平洋地区消失的板块面积有多大。"我们还在婆罗洲北部进行了实地考察，并在那里发现了最重要的拼图。我们以为我们面对的是我们已经知道的消失板块的遗迹。但我们在磁性实验室对这些岩石的研究表明，我们的发现最初来自更遥远的北方，必须是另一个以前未知板块的遗迹。但重要的发现还在后面。"范-德-拉格马特的博士生导师杜韦-范-欣斯伯根（DouwevanHinsbergen）解释说："11年前，我们认为蓬图斯的遗迹可能位于日本北部，但后来我们驳斥了这一理论。直到苏珊娜系统地重建了从日本经新几内亚到新西兰的'火环'山脉带的一半之后，拟议中的蓬图斯板块才显现出来，其中就包括我们在婆罗洲研究的岩石。"蓬图斯板块的遗迹不仅位于婆罗洲北部，还位于菲律宾西部的巴拉望岛和中国南海。范-德-拉格马特的研究还表明，从日本南部一直延伸到新西兰的是一个单一连贯的板块构造系统，它至少存在了1.5亿年。这也是该领域的一项新发现。之前之所以能够预测到蓬图斯的存在，是因为俯冲板块在"沉入"地幔时会留下痕迹：地幔中温度或成分异常的区域。当地震仪接收到地震信号时，就能观察到这些异常。地震通过地球内部发出地震波，当地震波穿过异常点（如旧板块的碎片）时，异常点就会对地震信号产生干扰。地质学家可以通过这些干扰追踪到地幔中存在的现象，如构造板块的碎片。这使他们能够看到3亿年前的历史；较老的板块碎片已经"溶解"在地幔和地核之间的边界上。11年前的研究表明，一条大型俯冲带一定穿过了古太平洋西部，它将东部已知的太平洋板块与西部假定的蓬图斯板块分隔开来。VandeLagemaat的研究现已独立证明了这一假设。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388911.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388911.htm

地质学家突破性地发现地球构造板块下隐藏的熔岩层

地质学家突破性地发现地球构造板块下隐藏的熔岩层熔融层位于距地表约100英里的地方，是位于地球构造板块之下的上地幔的一部分。天体层对板块构造学很重要，因为它形成了一个相对柔软的边界，让构造板块在地幔中移动。然而，它之所以柔软的原因并不为人所知。科学家们以前认为，熔融的岩石可能是一个因素。但是这项研究表明，事实上，熔体似乎并没有明显地影响地幔岩石的流动。有助于了解板块构造的结构图，UTAustin杰克逊地球科学学院的研究人员说，他们在天体层检测到了一个全球性的部分熔融层（以斑点红色显示）。资料来源：JunlinHua/UTJackson地质科学学院"当我们想到某样东西在融化时，我们直观地认为融化物一定对材料的粘度起了很大作用，"领导这项研究的UT杰克逊地质科学学院的博士后JunlinHua说。"但我们发现的是，即使在熔体部分相当高的地方，它对地幔流动的影响也非常小。"根据华在布朗大学当研究生时开始的研究，地幔中的热量和岩石的对流是对板块运动的主要影响。尽管地球的内部大部分是固体，但在很长一段时间内，岩石可以像蜂蜜一样移动和流动。共同作者、杰克逊学院的教授ThorstenBecker说，了解到显示熔融层对板块构造没有影响意味着地球的计算机模型少了一个棘手的变量。贝克尔说："我们不能排除当地的熔体并不重要，但我认为它促使我们把这些对熔体的观察看作是地球上正在发生的事情的一个标志，而不一定是对任何事情的积极贡献。"他在杰克逊学校的德克萨斯大学地球物理研究所设计地球的地球动力学模型。Hua在博士研究期间研究土耳其地下地幔的地震图像时，产生了寻找地球内部新层的想法。由于对地壳下部分熔化岩石的迹象感到好奇，他汇编了来自其他地震台的类似图像，直到他有了一张全球天体层的地图。他和其他人认为的异常现象实际上在世界各地都很常见，在天体层最热的地方都出现了地震读数。接下来的惊喜是，当他将他的熔融地图与构造运动的地震测量进行比较时，发现没有任何关联，尽管熔融层几乎涵盖了半个地球。"这项工作很重要，因为了解天体层的特性和它的弱点的起源是了解板块构造的基础，"共同作者KarenFischer说，他是布朗大学的地震学家和教授。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343007.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343007.htm

地质学家查明大印度大陆在与亚洲碰撞与喜马拉雅山崛起的关联

地质学家查明大印度大陆在与亚洲碰撞与喜马拉雅山崛起的关联数亿年前的地球表面与我们今天看到的地球表面截然不同。当时只有两块大陆：劳拉大陆和冈瓦纳大陆。现在的印度次大陆是冈瓦纳大陆的一部分，冈瓦纳大陆大约在1.5亿年前解体。从冈瓦纳超级大陆分裂出来的印度板块的一部分现在俯冲到喜马拉雅山和青藏高原之下。因此，了解这块被称为大印度的大陆"消失"部分的原始范围，对于解决有关印度-亚洲碰撞年代的几个关键问题以及回答青藏高原是如何以及何时形成的非常重要。然而，对大印度大陆范围的估计一直不确定，从100多公里到2000多公里不等。位于西藏南部印度板块和亚洲板块之间的桑丹林剖面是一块地质学上的罗塞塔石碑，可用于确定印度-亚洲碰撞的起始时间；然而，有关其年龄和古地磁记录的不同证据使估算工作充满挑战。中国地质大学（北京）（CUGB）的研究人员与路德维希-马克西米利安大学（LudwigMaximiliansUniversity）和中国科学院（ChineseAcademyofSciences）等其他机构的研究人员现在已经澄清，大印度板块在俯冲到亚洲之下之前是一个范围2000到3000千米左右的单一板块。科学观点和研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究的第一作者、中国地质大学地球科学与资源学院孟军教授解释说："印度-亚洲碰撞主要有两种模式。第一种是多级碰撞模型，它将印度前缘的大洋盆地细分为较小的板块，这些板块后来并入亚洲板块。第二种模型认为，印度和大印度在早白垩世时期作为单一板块存在，大印度北缘的上地壳形成喜马拉雅推力带，下地壳则俯冲到亚洲之下"。他的同事、来自中大地质学院的王成山教授补充说："我们的目标是了解这些模型中哪一个更准确。"研究人员通过对大名鼎鼎的桑丹林剖面进行地质学、古生物学和古地磁学的综合研究，解决了围绕这些问题的几个疑问。白垩纪岩石的古地磁使研究人员能够追踪印度板块北段的地理位置，并计算出大印度的最小面积。历时重建图（上）显示印度板块脱离冈瓦纳超大陆并俯冲到亚洲之下，从而帮助形成了世界上最高的地形，即珠穆朗玛峰（下）。资料来源：中国地质大学（北京）孟俊和路德维希-马克西米利安大学StuartA.Gilder教授研究对了解构造的影响研究获得的数据显示，自5500万年前碰撞开始以来，俯冲所消耗的岩石圈-地球的岩石外壳比今天印度次大陆的面积还要大，最初向北延伸了约2000至3000公里。因此，将近500万平方公里的岩石圈被俯冲到亚洲板块之下，这可以肯定是青藏高原崛起的原因。这些发现标志着我们对印度-亚洲碰撞以及这些地区各种地质结构出现的认识发生了构造上的转变。路德维希-马克西米利安大学的斯图尔特-A-吉尔德（StuartA.Gilder）教授说："我们的发现挑战了亚洲南缘是由特提斯洋中独立的构造块凝聚而成的既定观念。这些发现可以帮助我们填补有关冈瓦纳大陆构造中印度板块的大小以及印度与亚洲碰撞之前的构造历史的知识空白。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1394417.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1394417.htm

科学家在9000英尺深处的深海喷口发现能够"感知"地球磁场的细菌

科学家在9000英尺深处的深海喷口发现能够"感知"地球磁场的细菌在深海热液喷口中发现了以顺应地球磁场而闻名的磁传细菌，这扩大了它们的已知栖息地，为了解地球历史和寻找地外生命提供了新的视角。这些细菌在极端条件下的存在，为在火星等其他天体的类似环境中发现它们提供了可能性。(艺术家概念图）磁细菌不仅在地球生态系统中发挥作用，而且在寻找地外生命方面也很有意义。它们存在的证据可以在岩石中保留数十亿年。它们的磁倾角还可以记录磁极随着时间的推移是如何移动的。这一新发现给研究人员带来了希望，磁细菌可能会在更多意想不到的地方被发现，在地球上，甚至可能在火星或更远的地方。磁细菌似乎拥有超能力。就像漫威漫画人物万磁王一样，它们能"感知"地球磁场。这些微小的生物体含有磁小体，即包裹在薄膜中的铁晶体，它们排列成与地球磁场一致的形状，像指南针一样指向细菌。金属硫化物烟囱通常形成同心圆状，内侧是富含铜和铁的硫化物矿物，外侧是富含铁或锌的硫化物矿物。取样的烟囱有100厘米高，但也发现过18层楼高的烟囱。图片来源：2012年，YoheySuzuki这使得细菌沿着地球磁场线的方向向北或向南移动，就像磁轨上的火车一样。作为其生命周期的一部分，它们在自然界碳、氮、磷和其他关键元素的生物地球化学循环中发挥着重要作用。人们在陆地和浅水中对它们进行了深入研究，但很少在深水中进行研究，因为在深水中采集它们是一项挑战。2012年9月，包括东京大学研究人员在内的一个研究小组踏上了前往西太平洋马里亚纳海槽南部的科学考察之旅。他们利用名为"HYPER-DOLPHIN"的遥控潜水器，从水下2,787米（几乎是东京晴空塔高度的4.5倍或纽约帝国大厦高度的6倍多）的热液喷口区域采集到了一根"烟囱"。热液喷口的形成是由于海水渗入地下，最终被岩浆加热到400摄氏度，导致海水沸腾。喷发的海水将矿物质和金属沉积到海洋中，层层叠加形成烟囱，为许多独特的生命形式提供了温暖、丰富的栖息地。细菌中的含铁磁小体就像指南针一样，朝着地球的磁极排列，迫使它们根据所处的半球向北或向南移动。图片来源：2017年，山崎利光"我们发现了生活在烟囱上的趋磁细菌，这是我们始料未及的。由于烟囱的形状，它缺乏这些细菌通常喜欢的清晰、垂直的化学梯度，"东京大学研究生院理学研究科的铃木洋平副教授解释说。"我们收集到的细菌主要含有'子弹'形磁小体，我们认为这是一种'原始'形式，因此推断它们在数千年来没有发生太大变化。事实上，我们发现它们的环境与大约35亿年前的地球早期相似，据估计磁小体细菌的祖先就是在那时出现的。"使用磁铁从烟囱边缘收集细菌。研究小组随后检查了基因数据，发现它们与硝化细菌（Nitrospinae）有关，众所周知，硝化细菌在深海环境中的碳固定过程中发挥着重要作用，但人们并不知道硝化细菌中含有任何磁控细菌群。铃木说："深海热液喷口不仅是独特水下生命的诞生地，也是地外生命的潜在类似栖息地，因此备受关注。我们对细菌进行采样的环境与我们认为的火星在大约30亿年前表面仍有流水时的环境类似。"磁传细菌中磁性颗粒的化石残骸（称为磁化石）可以在岩石中保存数十亿年。这些磁化石可以帮助研究人员拼凑出古老的地磁历史，是寻找地外生命的好帮手。1996年，距今约36亿年的火星陨石AllanHills84001似乎含有类似细菌生命的铁晶化石，引起了全球轰动。这一说法后来遭到广泛质疑，但铃木仍对未来的发现抱有希望："磁控细菌为细菌的早期多样化提供了线索，我们希望它们能在地球之外被发现，也许是在火星或冰冷的卫星上。目前，我们将继续在地球上各种类型和年代的岩石中寻找更多的证据，因为以前认为它们并不栖息在这些岩石中。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380747.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380747.htm