新西蘭一座發(fā)電廠破土動工，結果意外挖出了一段“遺失的歲月”。

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

當?shù)貢r間2月18日，國際權威學術期刊《科學》刊登了這一研究。隨著地球磁場減弱、繼而發(fā)生磁極反轉，磁場偏轉宇宙輻射偏轉的能力也被削弱，地磁對生物的保護能力也隨之下降。樹干中的放射性碳含量變化，詳實記錄了來自太空的輻射量激增情況。

地磁反轉是指地球磁極在地質時期中的交替現(xiàn)象，即磁場方向發(fā)生的180°改變。古地磁研究的成果顯示，地球磁場的極性曾經多次反轉過。

《科學》報道稱，通過模擬這種輻射對大氣的影響，研究小組發(fā)現(xiàn)：這段時間地球的氣候可能一次發(fā)生了短暫變化，導致了澳大利亞大型哺乳動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變化所帶來的影響。

歐洲環(huán)境地球科學研究與教學中心的古人類學家西蒙·昆汀對《科學》表示，這項研究不僅詳細確定了地球歷史上最近一次的磁極翻轉時間和強度，而且還是第一個提出可信的證據(jù)，表明磁場翻轉會影響全球氣候。不過古氣候學家對該研究持懷疑態(tài)度，稱其他記錄幾乎沒有發(fā)現(xiàn)氣候動蕩的痕跡。

地球磁場是由地核外層融化的鐵水流動摩擦產生的，但這種流動容易產生紊亂，不僅會削弱磁場，還會導致磁極漂移，有時甚至完全翻轉。巖石中礦物的磁取向記錄了長期的逆轉，但無法捕捉到持續(xù)數(shù)百年的翻轉細節(jié)，例如4.2萬年前的這場翻轉。 但是，碳的同位素碳14可以精準標記這些較短的磁場波動。

其背后的原理是這樣的：當宇宙射線，即來自外層空間的帶電粒子經過磁場并撞擊大氣時，就會產生同位素。它會被生物吸收，其特定的半衰期使其成為標準時鐘。

研究小組使用碳14對貝殼杉樹干進行了年份測定，方法是將其與來自中國的準確但粗略的放射性碳洞穴記錄進行對照。然后，通過測量環(huán)中碳14的細微變化，他們追蹤了隨著磁場減弱和激增，其生產在40年間的變化情況。明尼蘇達大學的地球化學家勞倫斯·愛德華茲說，這項技術能讓他們最終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，地球磁場減弱到了目前強度的6％。那時，地球磁極已顛倒了。在此之前的500年地磁發(fā)生偏轉與傾斜。庫珀說，那個時期不僅地球的宇宙射線屏蔽能力下降了，太陽也進入了極小期（Grand minima）。來自冰芯的證據(jù)表明，大約在同一時間，太陽正經歷著幾個“極小期”，即低磁活動周期。庫珀說，由此產??生的宇宙射線攻擊使大氣層達到了一種足以摧毀當今電網，并能亞熱帶地區(qū)形成極光的水平。

為了研究地磁反轉的后果，研究團隊建立了一個氣候模型。模型表明宇宙射線轟擊會侵蝕臭氧層，其吸收紫外線的能力將降低，這意味著吸收熱量也將減少?！犊茖W》援引蘇黎世聯(lián)邦理工學院（ETH Zurich）研究顯示，高空降溫會改變氣流，進而可能導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物在那個時期滅絕了；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）。牛津大學的考古學家和放射性碳專家托馬斯·海厄姆說，盡管如此，人類進化的里程碑與42000年前的轉變并沒有很好地吻合，而且都不是突然發(fā)生的。他說，地磁轉變改說，這個推論推得有點過頭了。

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