地磁场是维持地球宜居性的主要地球物理场，影响着地球生命的发源以及演化。近一百多年来，地磁场正于连续削弱，其强度降低了约10%，尤为是于南年夜西洋的上空存于一个强度削弱、辐射加强的区域（称为南年夜西洋异样区，SSA），面积还于扩展。强度降低每每是地磁极性倒转以前的征象，这惹起了科学家以及公家对于地磁倒转的关切。

中国科学院地质与地球物理研究所生物地磁学团队潘永信院士以及李金华研究员从文献收拾整顿了从万年到十亿年标准上的地磁场极性以及强度变迁与庞大生物演化事务，于此根蒂根基上切磋地磁变迁对于生物的可能作用及机制，并前瞻将来哄骗多学科交织、联合试验不雅测与理论模仿，开展地磁场-生物圈联系关系研究的主要性与路子。文章以为:

（1）地磁极性倒转与生命演化事务于时间上存于必然水平的相干性，但其实不存于较着的简朴因果瓜葛。显生宙以来地磁场出现地磁极性频仍倒转与数百万年连结稳定的超静磁期瓜代呈现的特性。据不彻底统计，地磁场至少发生过几百次极性倒转以及数目可能更多的极性漂移（不可功的磁极性倒转）。地磁极性倒转以及漂移时期，地球外貌偶极子场强度降低，其强度可降至当今磁场的10%摆布。最近几年来古地磁学家的研究发明，埃迪卡拉纪末期地磁场强度的极低值和随后的升高，与埃迪卡拉纪末期的生物年夜灭尽和随后的寒武纪生命年夜发作于时间上吻合，第四纪地磁漂移事务与哺乳植物演化于时间也具备必然的相干性。现实上，地磁场变迁是否为生物事务发生的诱因之一仍不清晰。也有理论阐发以为，倒转时期的磁层以及年夜气的两重掩护作用，依然可以制止太阳风以及高能带电离子间接倾注到地表而对于生态体系酿成的间接杀伤作用。是以，需要得到更多的地质以及地球物理不雅测证据，联合模仿试验，才气深切理解作用机制以及历程。

（2）地磁极性倒转时期达到地表的辐射通质变化可孕育发生生物保存的情况压力。地磁场与生命的发源可追溯到35-38亿年前。于地质汗青中，地磁场不停变迁，生物也连续演替。于地磁极性倒转时期，地磁场强度降低，形成其对于紫外辐射（UVR）的拦截作用削弱，从而致使其达到地表的通量增长。一方面，UVR会对于细胞孕育发生多种无害影响，包孕DNA布局以及其他生物相干份子的转变、要害心理历程的慢性按捺及急性心理应激等，从而勒迫陆地以及水体表层生物的保存。另外一方面，UVR的增长可能会促成基因变异，筛选出顺应以及抵御顽劣情况的性状，如举动机制（例如，迁徙、穴道、夜间勾当）、表型转变（例如，类真菌素氨基酸、类胡萝卜素等色素）以及代谢机制（例如，DNA修复、抗氧化剂以及生物矿化）等。是以，地质汗青期间非周期性且频仍的地磁极性倒转，会形成达到地表的UVR通量非周期且频仍转变，既对于地表以及水体表层的生物保存形成必然的情况勒迫，促使其自动做出顺应性转变，又可能于主观上加快基因变异，进而形成物种多样性的转变（生物成种作用）。

（3）地磁变迁还可间接或者直接影响生物个别的发育、举动与演化。于与地磁场的持久共演化中，生物也进化出哄骗地磁场开展各类心理勾当的威力。好比，趋磁细菌于水体中可以沿磁场游泳，美洲帝王蝶、绿海龟、北极燕鸥、知更鸟、中西岳蝠等高档生物能哄骗地磁场于差别空间、差别标准举行切确定位以及导航，完成它们的长间隔迁飞以及迁移。近来的研究也注解，持久袒露于亚磁场中的小鼠体现出成体海马神经发生以及认知功效的显著毁伤，这象征着地磁场对于哺乳植物至关主要。研究还发明，趋磁细菌可能于旷古代已经经发源，它们的感磁举动其实不是传统熟悉的被动沿地磁场摆列后的游泳举动，多是与代谢偶联的自动趋磁举动。这些研究注解，生物的感磁威力可能具备陈旧发源，并与地磁场持久共演化，且与其他物理以及化学旌旗灯号彼此耦合。

虽然地球科学家于半个世纪前已经经留意到地磁场可能对于生物有影响作用，生物感知磁场这个问题也很早前就已经被提出，然而，直到此刻仍是天然界中惹人瞩目的未解之谜。因为地磁场-情况-生物之间瓜葛繁杂且持久缺少体系而深切的交织学科研究，证据缺少、机制不明，形成对于地磁场生物效应的作用机制、生物感磁机理等仍不清晰。是以，将来研究中需要增强 地磁场-辐射-生命 三者联系关系的多学科研究，成立 地磁场-情况-生物 三者联系关系的动态作用模子，开展 古情况-古地磁-古生物学 综合研究以及相干年夜数据阐发，破译地磁场以及生物圈之间的内涵接洽，为熟悉生命以及地磁场共演化以及行星地球宜居性提供理论根蒂根基。

地质汗青期间地磁极性倒转频次、古强度与重要地质以及生物事务

该研究以瞻望（perspective）的情势揭晓在NSR（潘永信，李金华.On the biospheric effects of geomagnetic reversals[J].National Science Review, 2023:nwad070. DOI:10.1093/nsr/nwad070）。研究获得了国度天然科学基金立异研究群体（41621004����APP）以及卓异青年基金（42225402）工程资助。

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