美国宇航局的科学家发现了地球磁场变化与大气中氧气含量的上升和下降之间存在着 5.4 亿年的节律，这暗示着地球的熔融核心和移动的大陆可能在悄悄地安排着复杂生命得以繁衍生息的条件。

太阳风围绕地球磁场流动。NASA的一项新研究表明，大气中的氧气含量和磁场强度在过去五亿多年里一直存在关联。图片来源：NASA戈达德太空飞行中心/概念图像实验室

地球磁场与氧气的共舞

根据美国宇航局（NASA）科学家的最新分析，5.4亿年来，地球磁场和地球的氧气含量一直遵循着极其相似的模式。这些发现表明，地球深处的强大过程可能正在塑造地表生命得以存在的条件。

地球磁场是由地核中熔融金属的运动产生的，它像一个巨大的电磁铁一样在地球周围形成了一个保护罩。但这种流动并非恒定不变，随着它的变化，磁场强度也会随之变化。

许多研究人员认为，地球磁场在保护地球大气层免受太阳高能粒子剥离方面发挥着关键作用。尽管磁场如何影响氧气含量的具体细节仍在探索中，但NASA团队想退一步，提出一个更简单的问题：地球磁场和氧气含量是否随着时间的推移同步变化？答案是肯定的——而且这种联系可以追溯到复杂生命的起源。

通过岩石寻找磁性线索

地球磁场的历史记录在磁化矿物中。当在扩张板块间隙中随岩浆上升的热矿物冷却下来时，它们可以记录周围的磁场。只要矿物没有被过度加热，它们就能保留磁场记录。科学家可以从古老的岩石和矿物中推断出历史上的氧气含量，因为它们的化学成分取决于它们形成时可用的氧气量。在众多地球物理学家和地球化学家编制的数据库中，地球磁场和氧气的数据范围相当。这项新研究的作者表示，迄今为止，还没有科学家对这些记录进行过详细的比较。

“这两组数据非常相似，”该研究的合著者、美国宇航局戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）的地球物理学家邝魏嘉说道。“地球是目前已知的唯一一颗支持复杂生命的行星。我们发现的相关性可以帮助我们理解生命是如何演化的，以及它与行星内部过程之间的联系。”

当邝和他的同事分析这两个独立的数据集时，他们发现近五亿年来，行星磁场一直遵循与大气中氧气类似的上升和下降模式，这可以追溯到寒武纪生命大爆发，当时地球上出现了复杂的生命。

大陆、化学以及未来

“这种相关性提出了这样一种可能性，即磁场强度和大气含氧量都对一个潜在过程做出了反应，比如地球大陆的运动，”该研究的共同作者、利兹大学的生物地球化学家本杰明·米尔斯说。

研究人员希望检验更长的数据集，以了解这种相关性是否能够追溯到更远的时期。他们还计划调查其他生命必需化学物质（例如氮）的历史丰度，以确定它们是否也支持这些模式。至于地球深层与地表生命之间的具体联系，科帕拉普表示：“还有更多工作要做。”

编译自/scitechdaily