一项新研究发现，42000年前的一次磁场反转，曾引发全球气候剧变，推动巨型袋鼠、长毛猛犸象等大型哺乳动物的灭绝。
我们的地球能够拥有温润的大气，很大程度仰赖于地磁场的保护。在漫长的地质历史中，地磁场其实并不“坚挺”，它的两极会不断反转，引发磁场强度阶段性地消减。在那个过程中，大气还好吗？地球生物怎么样了呢？最近，发表在《科学》杂志上的一项研究，给出了参考：在地磁场的翻转过程中，由于磁场变弱，大气中的臭氧会减少，导致全球气候剧变，推动物种灭绝。这不由得让人担心，相同的悲剧会发生在我们身上吗？毕竟，近年来，有关地磁场变弱的新闻时有传出，对地磁场反转的猜测甚嚣尘上。
地磁场的两极反转在地质史上并不罕见。自1906年，法国地球物理学家伯纳德·布容首次发现，法国熔岩的磁化方向与当前地磁场的方向相反，推测地磁场可能发生过逆转，各国的地质工作者在全球范围内做了大量古地磁测量和实验。
迄今发现最早的地磁记录在35~40亿年前，说明地磁场在地球形成早期就已存在——地球的年龄约为45亿年。在地磁场形成之后的漫长地质年代里，科学家发现，每隔10~100万年便会发生一次完全的地磁南北极倒转，周期不固定。仅在过去的8300万年中，地磁场就倒转了183次，在整个地质历史时期，地磁场更是倒转了上万次。
在发生极性倒转的过程中，地磁场强度均存在变弱的现象。距离今天人类最近的一次长时间地磁场倒转发生在约78万年前，持续了近2万年，被称为布容尼斯-松山倒转。不过，在整个地质历史中，并非所有的地磁倒转都会持续上万年。有时其方向虽然会发生很大的变化，甚至达到180度的完全转向，类似极性倒转那样，但其持续时间较短，这类变化称为地磁漂移（可理解为短时间内的两次倒转）。例如4.1万年前的Laschamps地磁倒转事件，仅持续了大约1000年，其中地磁反转的时间也仅有约250年。在本次研究中，科学家们利用新西兰湿地中留存的、生长于大约4.2万年前的古贝壳杉树中记录的相关信息，首次将地磁场倒转与当时大规模的环境变化直接联系起来，认为在4200年到4100年前，地球磁极发生了短暂倒转，并在地球上引发了一系列的环境危机，可能造成了当时澳大利亚长毛猛犸象、巨型袋熊等一些列巨型哺乳动物的灭绝。新西兰贝壳杉是世界上最古老的树之一，此次研究人员发现的这些古树化石，曾生长于约4.2万年前，并拥有1700年的年轮。通过对四棵古树化石横截面进行碳-14同位素分析（测定放射性），并结合年轮数据，研究人员确认地球磁极曾在4.1万年前发生过短暂倒转，即Laschamps磁极漂移事件，同时获得了一份能够精确测定年代，且具有连续1700年变化的大气放射性碳-14记录。这一记录揭示了碳-14在Laschamps磁极漂移事件之前、及磁极逆转期间的主要变化。
研究人员认为，地磁场保护着地球免受来自外太空的宇宙射线（高能带电粒子流，如来自太阳的带电粒子流）的攻击，随着地球磁场的减弱，越来越多的宇宙射线进入大气层便会产生更多的碳-14，这些碳-14会被吸收到树木组织中并被保留下来，因此碳-14的变化反映着当时地磁场的变化。研究小组发现，最强烈的地磁场减弱并非发生在实际的磁极逆转期间，而是在发生磁极逆转之前的几百年里，大约为4.23万~4.16万年前。在实际磁极逆转期间，地磁场的强度约为今天的28%。而在逆转之前的过渡期，磁场缩减到只有目前的6%左右，研究人员将这一现象称为“亚当斯过渡性地磁事件”。地磁场减弱会导致大气中臭氧含量减少。研究人员模拟了减弱的磁场如何改变大气模式。计算机分析表明，进入大气的带电粒子等宇宙射线的增多，会增加大气中氢和氮氧化物的产生，这些分子往往会消耗臭氧，这将降低平流层臭氧保护地球居民免受紫外线辐射的能力。臭氧层减少的另一个可能的证据是，在大约4.2万至4万年前，人类开始越来越多地使用洞穴，并且在洞穴壁画中留下了越来越多的红赭石手印，赭石被认为是一种古老的防晒霜，这可能是人类为了躲避越来越强烈的紫外线照射。
西班牙埃尔·卡斯蒂略山洞墙上约4.2万年前的红赭石手印 |来自网络那么“大灭绝”是怎么回事呢，此前有研究表明，在大约42000年前，澳大利亚大型动物曾发生过一系列灭绝，包括巨型袋鼠、长毛猛犸象等大型哺乳动物。当时这些动物的灭绝究竟是气候变化的责任更大，还是人类捕猎者的责任更大，科学家对此一直争论不休。此次研究发现，地磁场的减弱使得地球大气发生变化，进而影响到大气中不同层对太阳光的吸收，导致大规模的气候变化，使得当时地球气温降低。研究人员利用来自贝壳杉树记录的精确的碳-14年代，研究了Laschamps磁极倒转事件之前和期间的沉积物、花粉等数据，发现当时从澳大利亚到安第斯山脉的一些地方出现了突然降温。同时研究人员对比分析了Laschamps磁极倒转事件之前和期间能反映太阳活动变化的冰芯记录。发现，当时的太阳活动处于最低水平。弱磁场和太阳输出的减少同时作用，造成了当时广泛的气候和环境变化，给当时巨型动物种群带来了压力，导致了巨型动物之间以及巨型动物与人类之间的竞争加剧，最终造成了当时这些大型动物的灭绝。因此当时气候的变化造成这些动物灭绝的责任可能更大。最近200年来，地磁强度一直在减弱，现今地磁场的强度较1840年已经下降了10%（不间断地磁记录自1840年开始），平均每百年下降5%。2013年底，欧洲太空局发射了新一代地磁卫星Swarm，观测发现地磁强度正在加速下降，速度为以前测算的10倍。
