5.9亿年前，当地球磁场几乎崩溃时，生命绽放

　　大约5.9亿年前，地球磁场几乎崩溃，可能使地球表面的生命面临宇宙辐射增加的风险。

根据新的研究，磁屏蔽的暂时减弱可能不是一场生物灾难。事实上，它可能提高了氧气水平，为早期生命的开花创造了主要条件。
罗切斯特大学地球科学家黄文涛及其同事在他们的新论文中写道：“当埃迪卡拉动物群的宏观动物多样化并繁衍生息时，地球磁场处于一种极不寻常的状态。”。
2019年，研究加拿大岩石磁特征的科学家报告称，这些样本表明地球磁场减弱到已知的最低水平，约565?一百万?年前，在埃迪卡拉纪，多细胞生命正在形成。
然而，长期以来人们一直认为，极小的磁场会对新兴生命有害，因为地球的磁场保护生命免受太阳风的影响。
然而，并不是所有人都同意这种灾难性的观点。早在1965年，行星科学家卡尔·萨根就认为，即使地球磁场减弱，地球的大气层和海洋也可以作为早期生命形式的保护毯。这得到了2019年建模研究的支持。
但是，正如黄和他的同事所说，磁场的同时减弱、埃迪卡拉纪生命的繁荣和氧气水平的上升之间的任何联系都是“诱人但不清楚的”。加拿大的结果可能是一个例外。
于是，黄和同事们开始挖掘。他们从南非挖出了数十亿年前形成的火成岩，并研究了其中的晶体和其他5.91亿年前从巴西取样的岩石。这些晶体含有微小的磁性矿物，在形成时可以保持地球磁场的强度。
20多亿年前，在古元古代中期，地球磁场很强。研究人员发现，大约15亿年后，它降到了最低点，比今天弱了大约30倍。
黄及其同事将他们的结果与2019年加拿大研究的结果相结合，得出结论，这种低磁场（称为超低时间平均场强，简称UL-TAFI）至少持续了2600万年，从5.91亿年前到5.65亿年前。
巧合的是，这一间隔与5.75亿至5.65亿年前埃迪卡拉纪晚期大气和海洋氧气水平的激增重叠，当时生物多样性也发生了爆炸。
黄及其同事写道：“新数据证实并扩展了UL-TAFI，这加强了与宏观动物埃迪卡拉纪进化的潜在联系。”。
但仍然存在一个问题，即超弱磁场如何导致氧气水平升高。在模拟太阳风的演化过程中，黄和他的同事们认为，磁场的减弱可能使更多的氢离子从地球大气层逃逸到太空，这可能导致海洋和天空中的氧气水平升高，进而支持埃迪卡拉纪生命的多样化。
大约5.4亿年前，埃迪卡拉纪结束的时间令人惊讶——通常是寒武纪的爆发，它被认为是进化的爆发，产生了复杂的生命，成为了我们今天看到的动物和昆虫。
相比之下，埃迪卡拉纪以其黏糊糊的生物而闻名，这些生物看起来像原始的海绵、蛞蝓和海葵。这是一个伟大的进化实验时期，导致了许多死胡同，在寒武纪生命反弹之前，生物多样性急剧下降。
然而，最近的研究表明，第一个复杂的生态系统可能实际上是在埃迪卡拉纪形成的，2022年的一项研究描述了埃迪卡拉纪晚期化石中越来越复杂的群落结构。
但生命需要氧气才能变得更大、更复杂。微小的海洋动物和海绵可以在低氧海洋中生存，但体型较大、活动性强、身体计划复杂的动物需要更多的氧气来支持它们的代谢需求。
黄及其同事解释道：“一个涉及长食物链和捕食者的复杂动物生态系统需要更多的氧气，这表明这种复杂的生态系统被排除在现代氧气最低区之外。”。
似乎埃迪卡拉纪的生命抓住了地球磁场消退的时机，即使其中许多生物注定会陷入进化的死胡同。