一幅插圖顯示宇宙射線在地球上流動。（圖片來源：uux.cn/Robert Lea（與Canva共同創作））
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（Robert Lea）：地球不斷受到被稱為宇宙射線的高能帶電粒子的轟擊。我們通常被地球的磁泡，即磁層所屏蔽。但當這個盾牌減弱時會發生什麽？
宇宙射線主要是由強大的天體事件（如大質量恒星的超新星死亡）向太空發射的氫原子核。這些能量驚人的粒子通常被磁層攔截，磁層也保護我們免受來自太陽的強烈太陽輻射。
然而，磁層並不是一個單一的、不變的實體。磁北不僅與地理上的“正北”略有“擺動”，而且整個磁層偶爾也會“翻轉”。這導致磁場的北極變南，反之亦然，磁場強度在這個過程中減弱。
除此之外，還有其他短暫的時期，磁層的兩個磁極“消失”，被大量磁極取代。在這些被稱為“磁場漂移”的時期，磁極的強度也會減弱，這意味著我們的星球在這些時候受到的宇宙射線的保護較差。
問題是，低磁層強度的時期是否也與地球生物圈的重大動蕩有關？地球生物圈是我們星球上存在生命的完整區域，從山頂到最深的海溝？
德國波茨坦GFZ的科學家桑賈·帕諾夫斯卡在一份聲明中表示：“了解這些極端事件對其未來的發生、太空氣候預測以及評估對環境和地球係統的影響至關重要。”。

一幅宇宙射線流入地球大氣層，形成二次粒子簇射的插圖。（圖片來源：uux.cn/CERN）
為了確定地球經曆比平時更重的宇宙射線轟擊的時間，科學家可以測量不同同位素的豐度。這些是一種元素的變體，其原子核中有不同數量的中子。
當宇宙射線撞擊地球大氣層中的粒子時，它們會產生被稱為“宇宙成因放射性核素”的同位素陣雨，這些同位素會降落到我們星球的表麵。隨著時間的推移，這些物質在沉積物中積累，科學家可以在從海床和南極洲和格陵蘭島等地區鑽探的冰芯中回收後進行研究。
一個研究得很好的磁場漂移例子是大約41000年前發生的Laschamps漂移。帕諾夫斯卡一直在研究這一事件中地球磁層強度與鈹-10等宇宙成因放射性核素濃度之間的關係。
她發現，與今天宇宙射線轟擊產生這種宇宙成因放射性核素的速率相比，鈹-10的平均生產速率翻了一番。這表明在Laschamps漂移期間，磁層強度非常低，導致更多的宇宙射線到達地球大氣層，並產生次級粒子陣雨。
帕諾夫斯卡利用這些測量結果重建了地球的磁層，發現在這一事件中，當其強度下降時，磁層會收縮。她希望這次重建將幫助她和其他科學家從宇宙成因放射性核素和宇宙射線轟擊中獲得更多信息。
帕諾夫斯卡星期五（4月19日）在2024年歐洲地球科學聯盟大會上介紹了宇宙射線的發現。

(责任编辑：吳忠市)