重要假说被推翻：寒武纪生命大爆发与地球磁场翻转有关？

有研究认为，在新元古代晚期-寒武纪早期，地球的自转轴发生巨大变化，地理上的南北极位置移动，导致地表上生物的活动环境变动剧烈，才促成了寒武纪生命大爆发。但是，新研究显示，可能当时地球没转，转动剧烈的是地磁场。

闻静

地磁场由地核中物质的运动产生，透过地表一直延伸到外太空，保护地球上的生命免受太阳风、高能宇宙射线的伤害。在地球历史上，内核的诞生对地磁场造成了很大的扰动。新研究显示，寒武纪生命大爆发与当时磁场的变化有关。

地球内核从无到有

地磁场是由地核中流动的磁性物质产生的，这些流动的磁性物质主要在外核中，而内核是一个固态的铁球。地磁场可以抵御太阳风对大气圈的侵蚀，并阻挡着高能宇宙射线，从而保护着生活在地球表面的生物。像地球的“好兄弟”火星，就没有磁场的保护，它的核心是完全凝固的状态，没有磁性物质流动，因此，我们现在观察不到火星上有生命存在的迹象。

地球的固态内核经历了一个从无到有的过程，并且现在还在逐渐增大，可能最后也会完全凝固，但那对人类来说太遥远了，所以我们不必忧虑将面对现在火星那样的困境。

回顾地球的历史，我们可以说，在地球生命的起源和演化中，地磁场的演化占据着举足轻重的地位。

通常认为，地球的固态内核在新元古代晚期 —— 也就是在寒武纪到来之前 —— 开始出现，之后继续生长，体积逐渐增大，一直到现在的大小。科学家之所以这么认为，是因为古地磁证据显示，新元古代晚期地磁场极性频繁倒转，而且强度是现有记录中最低的。

科学家推断，在固态内核初始形成时，地核结构发生了重大变化，扰乱了原来的地磁场，出现了地磁极性频繁倒转、磁场强度减弱等现象。

真极移促成寒武纪生命大爆发？

对地球上的生物演化来说，内核初始形成带来的不稳定现象显然是不利的。此后，地磁场经历了由失稳状态恢复到相对稳定状态的过程，科学家们也一直在探究这个恢复机制，以及恢复过程对前寒武纪-寒武纪的生物演化有什么影响。

有观点认为，在早寒武世期间，地球发生了幅度约为 90° 的真极移，而这个真极移就是导致寒武纪生命大爆发的一个重要原因。

真极移是指由于地球各部分的质量分布发生变化，地球外部的固态圈层相对内部圈层发生旋转，并进一步导致地球自转轴变化，地理南、北极的位置偏移等。90° 的真极移相当于原来的极点到达了接近赤道的位置。

支持这个观点的科学家认为，真极移造成地球上陆地和海洋的纬度位置发生巨大变化，以及各海平面发生大幅度升降，进一步影响了生物赖以栖息的地表环境，甚至导致气候带和生态系统重组，这些变化加速了地球上生物的演化进程。

地磁极变化而非自转轴变化？

近日，发表在《自然?通信》的一项研究，对“真极移促成寒武纪生命大爆发”的观点提出了质疑。

在新研究中，南京大学李永祥教授带领的团队对晚寒武世的地磁磁极变化进行了研究。结果显示，在当时，地球的磁极可能发生了快速摆动，幅度大约有 90°，但是只持续了大约 8 万年。

如果要比较 90° 的真极移和 90° 的地磁极摆动的话，其实二者的特征非常相似，并且对真极移和地磁极摆动的判定都是依赖于对古地磁的研究。所不同的是，地球没办法在这么短的时间内，发生如此大幅度的真极移。

地磁极摆动也会对地球上的生物造成影响，但是相对来说变动不算太剧烈。并且，在当时的地球上，依靠地磁场进行迁徙活动的动物、利用电磁效应开展各种生产生活活动的人类都还没有出现，那么，地磁场变化造成的影响可能就更有限了。

地磁场是什么时候稳定下来的？

在新研究中，科学家还推断出，从诞生之初到寒武纪晚期，地球内核可能一直都没有变得足够大，因此，对地磁场一直存在扰动作用。而直到寒武纪晚期-奥陶纪早期，地磁场才稳定下来，同时，地球的海洋生物多样性和海洋氧含量增加，地球也出现了显生宙特有的地磁场状态。

科学家认为，在寒武纪时，地球的自转是稳定的。但即使地球的维度没有发生巨大且快速的变化，地磁场从内核诞生造成的扰动中恢复的过程，也在一定程度上促进了地球上生命的演化，让生物多样性得以在这一时期大幅度提高。

参考文献:

• Late Cambrian geomagnetic instability after the onset of inner core nucleation

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