密歇根大學的一項新研究表明，得益于防曬霜、定制服裝和洞穴避難等早期技術，古代智人可能在大約 41000 年前的太陽輻射高峰中幸存下來。這項研究由密歇根大學工程學院和密歇根大學人類學系的研究人員發(fā)表在《科學進展》雜志上，表明這些創(chuàng)新在地球磁場暫時減弱的嚴重環(huán)境壓力時期幫助保護了歐洲智人。
在此期間，作為地磁偏移的一部分，磁北極在歐洲上空移動。地磁偏移是地球磁場自然但暫時的逆轉，在地質歷史上大約發(fā)生過180次。雖然磁極沒有完全反轉，但磁場的減弱使得更多的紫外線（UV）輻射到達地球表面，引發(fā)了廣泛的極光，并增加了全球的太陽輻射。
相比之下，缺乏類似保護技術的尼安德特人，在大約4萬年前，也就是這一事件后不久，就從化石記錄中消失了。研究人員認為，這種技術差距可能是導致他們滅絕的原因之一。
大約在同一時期，智人似乎開始制作定制服裝，并更頻繁地使用赭石（一種涂抹在皮膚上具有防曬功效的礦物）。這些行為可能促使他們在尼安德特人數(shù)量下降的時期在歐洲和亞洲傳播開來。
“在研究中，我們將所有磁場不會連接的區(qū)域結合在一起，讓宇宙輻射或來自太陽的任何高能粒子滲透到地面，”該研究的主要作者、密歇根大學氣候和空間科學與工程研究員阿格尼特·穆霍帕迪亞伊 (Agnit Mukhopadhyay) 說。
“我們發(fā)現(xiàn)，其中許多地區(qū)實際上與 41000 年前的早期人類活動非常接近，特別是洞穴使用量的增加以及史前防曬霜使用量的增加?！?/p>
地球磁場是由地球自轉產生的，進而也由地核的自轉所致。地核由熔融的鐵構成，它產生的電流以暈的形式延伸至地球周圍。暈有助于保護地球免受宇宙輻射——宇宙輻射會使地球臭氧層變薄，并導致更多紫外線進入地球。這些粒子與地球磁場的相互作用也導致了極光的形成。
Mukhopadhyay 開始使用空間天氣建?？蚣軜嫿ㄟ@種相互作用的模型，該框架是由密歇根大學空間環(huán)境建模中心開發(fā)和維護的多功能數(shù)值工具，用于研究太陽、日球層和行星空間環(huán)境（包括地球）。
太陽不斷地向地球拋射熱氣體和帶電粒子，這些粒子由于極高的溫度，形成了等離子體系統(tǒng)。穆霍帕迪亞伊開發(fā)了一個模型，預測該等離子體系統(tǒng)如何與地球磁場相互作用，最終驅動極光的形成。
這個磁場有南北方向：北極和南極。正是由于磁場的方向，我們通常只能在磁場最強的南北極看到極光。但縱觀歷史，這些極點偶爾會偏離其傳統(tǒng)的地理位置。穆霍帕迪亞伊說，這被稱為“地磁偏移”。最近一次事件被稱為拉尚偏移，發(fā)生在大約4.1萬年前。
穆霍帕迪亞與德國亥姆霍茲地球科學中心（GFZ Helmholtz Centre for Geosciences）的研究員桑婭·帕諾夫斯卡（Sanja Panovska）合作，對地球的地球空間系統(tǒng)進行了三維重建。為此，研究人員結合了三個獨立的模型：一個重建拉尚漂移期間地磁場的全球模型，一個地球周圍空間等離子體環(huán)境的模型，以及一個預測當時地球極光形態(tài)的模型。最終的三維模型顯示了帶電粒子能夠穿過地球地磁場的位置。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在拉尚漂移期間，地球磁場強度減弱至當前強度的約10%。這使得地球磁極在赤道附近下垂，磁力線也隨之擴展。這也使得整個歐洲乃至北非都能看到極光。
研究人員隨后將地球空間系統(tǒng)的 3D 地圖放在世界各地，發(fā)現(xiàn)拉尚漂移的時間段（持續(xù)約 41000 至 39000 年前）與地球上人類群體的變化時期相吻合
密歇根大學人類學副教授雷文·加維（Raven Garvey）表示，尼安德特人與智人曾共存于歐洲，智人（通常被稱為解剖學上的現(xiàn)代人）大約在5.6萬年前抵達歐洲。大約4萬年前，尼安德特人在歐洲不再被視為一個物種。
加維說：“這些物種之間，尼安德特人和解剖學上的現(xiàn)代人之間，存在哪些差異，可能導致這種消失，這是幾十年來人類學界的一個主要問題?！?/p>
她說，服裝可能是其中一個因素。在與解剖學意義上的現(xiàn)代人類（但不一定與尼安德特人有關）相關的考古遺址中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了生產貼身衣物的技術手段。
然而，在與現(xiàn)代人類相關的遺址中，考古學家不僅發(fā)現(xiàn)了用于制作獸皮的刮刀，還發(fā)現(xiàn)了針和錐子——這些與縫紉相關的物品。根據(jù)加維的說法，定制服裝有雙重好處：它明顯更保暖，而額外的保暖意味著人們可以離爐灶和住所更遠的地方尋找食物。
她說，定制服裝還可以提供另一個意想不到的好處——防止陽光傷害。
太陽輻射有多種有害影響，包括眼部病變和葉酸缺乏（可能導致出生缺陷和嬰兒死亡率增加），“因此，擁有防太陽輻射的保護措施也會給任何擁有它的人帶來顯著的優(yōu)勢，”加維說。
智人可能也更多地使用了赭石。赭石是一種天然色素，由氧化鐵、粘土和二氧化硅組成，很早以前就被許多古人類物種使用。人們用它來繪制物體、洞穴墻壁，甚至裝飾自己的身體。
“一些實驗表明，它具有類似防曬霜的特性。它是一種非常有效的防曬霜，而且也有一些民族志學研究顯示，它主要就是為了防曬而使用它，”加維說?！八漠a量增加，以及它主要與解剖學意義上的現(xiàn)代人類（拉尚時期）的聯(lián)系，也暗示著當時的人們也曾用它來防曬?！?/p>
研究人員謹慎地強調，他們的發(fā)現(xiàn)并非定論。然而，這為研究現(xiàn)有數(shù)據(jù)提供了一種新方法。
“我認為需要注意的是，這些發(fā)現(xiàn)是相關的，而且（我們的）研究可以說是薈萃分析，”加維說?！暗艺J為，鑒于拉尚漂移現(xiàn)象，這為這些數(shù)據(jù)提供了一個全新的視角。”
除了研究以前的偏移可能對人類產生怎樣的影響之外，Mukhopadhyay 表示，3D 模型還為人們提供了一種預測未來偏移可能對我們產生怎樣影響的方法。
“如果這樣的事件今天發(fā)生，我們將看到多個不同區(qū)域完全癱瘓，”他說?！拔覀兊耐ㄐ判l(wèi)星將無法工作。許多位于地面的電信陣列會受到哪怕是最輕微的太空天氣事件的嚴重影響，更不用說對人類的影響了，這些影響也會對我們的日常生活產生相當大的影響?！?/p>
Mukhopadhyay 還指出，他們的研究也強調了人類仍然能夠在大氣層與我們今天截然不同的星球上生存，這對于在地球以外的行星上尋找生命具有重要意義。
“很多人說，如果沒有強大的磁場，行星就無法維持生命，”他說?！坝^察史前地球，尤其是像這樣的事件，有助于我們從一個非常不同的視角研究系外行星物理學。當時確實存在生命。但與今天略有不同。”
編譯自/scitechdaily
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