視覺化模擬地球磁場磁力線。圖/法新社
太陽黑子會擾動地球磁場。圖/法新社
編譯/潘楠慕
大氣層含氧量,是地球孕育生命的一大關鍵條件。美國國家航空暨太空總署(NASA)的研究,檢視過去5億4000萬年的紀錄,發現地球磁場強弱,與大氣氧氣量高低,呈現相似的起伏節奏,這或許意味著,地球內部深層活動,或許塑造出有利條件,讓生命得以在地球上繁衍。
地球磁場是因地核熔融金屬流動而產生,就像一個巨大電磁鐵,在地球周圍形成保護罩,被認為有助於抵擋來自太陽的高能粒子,避免大氣剝離。但是這股液態金屬的流動並非恆定,其變化牽動磁場的強度,而磁場如何影響氧氣含量,具體的細節仍有待釐清。
NASA的科學家退一步思考,先問一個較單純的問題:地球磁場與大氣中的氧氣量,是否曾在漫長的時間尺度中同步變化?從研究成果來看,答案是肯定的,而且這種關聯性,可追溯到複雜型態生命興起的「寒武紀大爆發」(Cambrian explosion)的年代。
追溯古代磁場可從岩石中的磁性礦物找到線索:當岩漿從板塊間縫隙竄出、冷卻後,會記錄當時周遭磁場;至於古代大氣氧氣量,則可從岩石與礦物的化學成分推估。
NASA地球物理學家匡偉佳(Weijia Kuang)指出,研究分析這兩組獨立資料後發現,過去5億年間,地球磁場和大氣含氧量呈現相似的起伏模式。英國里茲大學生物地球化學家米爾斯(Benjamin Mills)表示,這意味著,磁場強度和大氣氧氣量,或許都是呼應地球內深處同一個運動過程,例如板塊運動。
地球是目前所知,唯一支持複雜生命存在的行星,這項發現有助於了解生命如何演化,以及生命之出現與行星內部活動的關聯。研究人員接下來將檢視更長時間尺度,確認這種關聯性。