地球的磁场 5.5亿年前成混沌的而科学家们不确定为什么

资深撰稿人David Bressan,

Oct 23, 2025, 12:48pm EDTOct 23, 2025, 01:42pm EDT

SCIENCE

大卫·布雷桑是一位报道关于地球的好奇心的地质学家。

插图显示在大约6.35亿至5.42亿年前埃迪卡拉纪期间第一个多细胞生命的浮现。GETTY

1947年，地质学家斯普利格（Reginald C.Sprigg）宣布了在澳大利亚从埃迪卡拉山发现了化石。初步追溯岩层的日期揭示了埃迪卡拉纪动物群正生活在5.5亿多年前的浅海中。

埃迪卡拉纪化石出现在地球上生命的进化史中如此早期以致它们的分类和对现代生物的关系仍然是一个正在争论的主题。

但埃迪卡拉纪是一个神秘的时期还有另一个原因。

科学家们已经发现了在来自那个时代的岩石中被保存的磁性签名中的狂的波动，一种在更老或更年轻的岩石中没有见到过的变化性。

耶鲁大学文理学院地球与地球和行星科学教授大卫·埃文斯说：“特别的埃迪卡拉纪时期已经摆出了这一长期目标中的一个重大障碍，因为全球古地磁数据只是没有更多意义” 。他是一项解决埃迪卡拉纪磁场摆出的一些挑战的新研究的合著者。

对这项研究，研究人员集中在一个叫反阿特拉斯山脉的摩洛哥的区域上，合著者耶鲁大学艺术与科学研究生院和卡迪·阿亚德大学的博士生詹姆斯·皮尔斯在那里已经识别了一系列的来自埃迪卡拉纪的火山层，这些火山层被异常好的保存并暴露。火山灰中的磁性粒子允许科学家来重建灰层形成了时磁场的强度和方向，灰中的放射性元素允许对灰层精确的放射性测年。

皮尔斯解释说：“我们采取了一种新鲜的方法。通过采样高地层（逐层）分辨率我们能够来精确确定地球的磁极古磁正在多快变化并精确的确定这些岩石的年龄”。

研究第一作者詹姆斯·S·皮尔斯记录暴露在安提阿特拉斯山脉的火山层。PIERCE/YALE UNIVERSITY

除了记录磁变化性的速度，研究人员发现了这种变化性有过一个有序的如果不寻常的的结构。

磁极出现一直在围绕地球翻滚，而不仅仅是关于像在其他地质时期见过一样的自旋轴摆动和反转极性。

关于埃迪卡拉纪波动的原因的理论有变化的。一些科学家提示这是由于构造板块的异常快速的运动；其他人说这可能已经被地球的自旋轴中的一个快速移变造成。

新的数据排除了这两种理论，因为没有一个过程能解释在磁极中观测到的变化或它们发生的速度。

地球的磁场被产生在地核中。行星的旋转设定液态镍铁合金核处在运动中，产生一个电流和一个磁场。然而，科学家们还不能来完全解释这一现象背后的细节，或者为什么地球的磁场的强度和方向随着时间变化。

在某些地质时期期间，地球的磁场仍然在数百万年上是稳定的，而在另一些时期它在短短的1000到10000年的间隔上反复的变化。这种错误的行为可能被穿过地核-地幔边界的热和物质流动解释，影响在地核内磁场如何被产生。

完整的研究“关于埃迪卡拉纪晚期古地磁之谜的磁地层学约束（Magnetostratigraphic constraints on the late Ediacaran paleomagnetic enigma）”被发表在《科学进展》杂志上，能被在这里在线找到 found online here。

其他材料和访谈由Jim Shelton, Yale University提供

https://www.forbes.com/sites/davidbressan/2025/10/23/earths-magnetic-field-went-chaotic-500-million-years-ago-and-scientists-arent-sure-why/