魏勇，万卫星

中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院地球与行星物理重点实验室，北京 100029

1 引言

地球内部的中心是地核，其半径约为月球半径的两倍.地核发电机产生地磁场，将地球包裹于其中，对生物圈起到了重要的保护作用.根据最新的观测研究结果，地核发电机的启动时间早于34.5亿年前（Tarduno et al.，2010），地球生命的出现时间可能早于37亿年前（Ohtomo et al.，2014），也许甚至早于38亿年前（Mojzsis et al.，1996）.因此，地磁场与生物圈的协同演化过程至少持续了30多亿年.二者作为地球系统的一部分，被整个系统的演化所影响，同时也影响着整个系统.

地磁场对生物的影响可分为两个途径.一是对生物本身的影响.人们已在细菌、昆虫、软体动物、鱼类、鸟类和人体中发现磁铁矿颗粒，这种生物体内磁性矿物被认为是生物利用地磁场的“磁接收器”载体，许多候鸟、鱼类和海龟等动物能够利用地磁场定向导航，进行上千公里的长距离迁徙，趋磁细菌能够在地磁场中定向和游移（潘永信等，2004；潘永信和朱日祥，2011）.二是对生物生存环境的影响.地磁场并非一直保持当前的形态，而是存在各种时间尺度的变化，地磁场倒转是最受关注的一种.地磁倒转持续时间在数千年（Clement，2004），其间地磁北极和地磁南极对调.古地磁学研究结果显示，在一次地磁极性倒转发生前地磁场强度首先减弱，在极性转换期间显著地减弱至10%～20%，在极性改变之后地磁场强度快速增强（Merrill and Mcfadden，1999）.地磁场的减弱导致了其对生物圈保护作用的减弱，高能粒子入侵和大气氧逃逸都可以对生物圈造成损害.