二十载学科交叉“实验”，这样“顶天立地” 环球热消息

地球就像一个巨大的“磁球”。在3000~5000公里的地下深处，地球液态外核内不断运动的带电金属粒子形成地磁场“发电机”，产生源源不断的磁场穿过地幔和地壳到达地表，一直延展到太空，像一层保护伞一样包裹着地球，屏蔽外面的宇宙射线，保护着地球的大气、水，形成现在宜居的地球。

(资料图片)

“如果地球没有磁场，太阳风等高能带电粒子会剥蚀掉地球的大气，没有了大气，地表的液态水肯定逃逸了，地球生物将难以生存。”近日，中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）研究员潘永信在接受《中国科学报》采访时解释。

在地球数十亿年的漫长演化中，候鸟、蝙蝠等生物也演化出利用地磁场信息进行定向和导航的本领。然而，地磁场并非一成不变，其南北磁极会发生漂移，极性也会发生倒转，给地球生物带来巨大影响。

历史上，地磁场曾经发生过怎样的变化？地球生物和地磁场之间有何关联？

过去二十余年，潘永信带领地质地球所生物地磁研究集体以这些问题为起点，通过生物、地学两大一级学科交叉“实验”，在地磁场变化、趋磁细菌多样性与起源演化、生物响应地磁场机制以及仿生磁性纳米材料诊疗癌症等基础与应用科学研究领域做出了一系列创新性重要成果。

“老树发新枝”

“滴滴，滋滋；滴滴，滋滋……”地质地球所鸿鹄楼一楼一间门口标注着“设备重地”的实验室内，三台大家伙——岩石超导磁力仪在一阵阵蜂鸣声中繁忙地运作着，它们的任务是检测小岩块中记录的古地磁场方向和强度。

地质地球所副研究员蔡书慧盯着眼前的电脑屏幕，时刻关注着面前的测量数据。

这是一项需要耐心的工作，有时候，一个地质剖面会采集成千上万块样品，需要一块块地来用磁力仪测量分析。当把所有样品的分析数据整合在一起，就可以了解这个时期地磁场的变化情况，与标准磁性年表对比，还可以确定一个目标地质剖面在地球历史中所处的地质时期。

用小立方块了解过去地磁场线索，这是古地磁学的典型研究方法。

“地磁场并非一成不变，地球南北磁场会发生漂移甚至是倒转，其强度也会发生剧烈变化。”蔡书慧向记者解释。

过去几年，她与合作者利用含有磁颗粒的陶瓷碎片、烧土等大量被切割成小方块的考古样品，重建了最近七千年内的地磁场精细变化，发现其强度可在现今地磁场的1/3至两倍内快速剧烈变化。

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