美國宇航局的科學家發現了地球磁場變化與大氣中氧氣含量的上升和下降之間存在著 5.4 億年的節律，這暗示著地球的熔融核心和移動的大陸可能在悄悄地安排著復雜生命得以繁衍生息的條件。

太陽風圍繞地球磁場流動。NASA的一項新研究表明，大氣中的氧氣含量和磁場強度在過去五億多年里一直存在關聯。圖片來源：NASA戈達德太空飛行中心/概念圖像實驗室

地球磁場與氧氣的共舞

根據美國宇航局（NASA）科學家的最新分析，5.4億年來，地球磁場和地球的氧氣含量一直遵循著極其相似的模式。這些發現表明，地球深處的強大過程可能正在塑造地表生命得以存在的條件。

地球磁場是由地核中熔融金屬的運動產生的，它像一個巨大的電磁鐵一樣在地球周圍形成了一個保護罩。但這種流動并非恒定不變，隨著它的變化，磁場強度也會隨之變化。

許多研究人員認為，地球磁場在保護地球大氣層免受太陽高能粒子剝離方面發揮著關鍵作用。盡管磁場如何影響氧氣含量的具體細節仍在探索中，但NASA團隊想退一步，提出一個更簡單的問題：地球磁場和氧氣含量是否隨著時間的推移同步變化？答案是肯定的——而且這種聯系可以追溯到復雜生命的起源。

通過巖石尋找磁性線索

地球磁場的歷史記錄在磁化礦物中。當在擴張板塊間隙中隨巖漿上升的熱礦物冷卻下來時，它們可以記錄周圍的磁場。只要礦物沒有被過度加熱，它們就能保留磁場記錄。科學家可以從古老的巖石和礦物中推斷出歷史上的氧氣含量，因為它們的化學成分取決于它們形成時可用的氧氣量。在眾多地球物理學家和地球化學家編制的數據庫中，地球磁場和氧氣的數據范圍相當。這項新研究的作者表示，迄今為止，還沒有科學家對這些記錄進行過詳細的比較。

“這兩組數據非常相似，”該研究的合著者、美國宇航局戈達德太空飛行中心（位于馬里蘭州格林貝爾特）的地球物理學家鄺魏嘉說道。“地球是目前已知的唯一一顆支持復雜生命的行星。我們發現的相關性可以幫助我們理解生命是如何演化的，以及它與行星內部過程之間的聯系。”

當鄺和他的同事分析這兩個獨立的數據集時，他們發現近五億年來，行星磁場一直遵循與大氣中氧氣類似的上升和下降模式，這可以追溯到寒武紀生命大爆發，當時地球上出現了復雜的生命。

大陸、化學以及未來

“這種相關性提出了這樣一種可能性，即磁場強度和大氣含氧量都對一個潛在過程做出了反應，比如地球大陸的運動，”該研究的共同作者、利茲大學的生物地球化學家本杰明·米爾斯說。

研究人員希望檢驗更長的數據集，以了解這種相關性是否能夠追溯到更遠的時期。他們還計劃調查其他生命必需化學物質（例如氮）的歷史豐度，以確定它們是否也支持這些模式。至于地球深層與地表生命之間的具體聯系，科帕拉普表示：“還有更多工作要做。”

編譯自/scitechdaily