摘要：密歇根大学（University of Michigan）的一项新研究表明，大约41,000年前，在磁北极在欧洲上空移动期间，古代智人可能受益于防晒霜、量身定制的衣服和洞穴的使用。

密歇根大学（University of Michigan）的一项新研究表明，大约41,000年前，在磁北极在欧洲上空移动期间，古代智人可能受益于防晒霜、量身定制的衣服和洞穴的使用。

这些技术可以保护生活在欧洲的智人免受有害的太阳辐射。另一方面，尼安德特人似乎缺乏这些技术，并在大约 40,000 年前消失了，该研究发表在《科学进展》上，由密歇根工程学院和密歇根大学人类学系的研究人员领导。

该团队发现，当磁场的磁极开始翻转位置时，北极在欧洲上空徘徊，这一自然过程在地球地质史上已经发生了大约 180 次。虽然当时磁反转没有完成，但磁场减弱，导致极光出现在全球大部分地区，并允许更多有害的紫外线从太空进入。

大约在同一时间，智人似乎开始制作量身定制的衣服，并更频繁地使用赭石，赭石是一种涂抹在皮肤上具有防晒特性的矿物质。这些行为可能有助于它们在尼安德特人人口下降时在欧洲和亚洲传播。

“在这项研究中，我们结合了所有磁场不会连接的区域，允许宇宙辐射或来自太阳的任何类型的高能粒子一直渗入地面，”主要作者、密歇根大学气候和空间科学与工程研究附属机构 Agnit Mukhopadhyay 说。

“我们发现，其中许多地区实际上与 41,000 年前的早期人类活动非常吻合，特别是洞穴使用的增加和史前防晒霜使用的增加。”

流浪杆

地球的磁场是由它的旋转产生的，进而是由其核心的旋转产生的。由铁水组成的铁芯产生电流，电流以光晕的形式延伸到全球。这个光晕有助于保护地球免受宇宙辐射的伤害——宇宙辐射会稀释地球的臭氧层并让更多的紫外线进入。这些粒子与地球磁场的相互作用也会导致极光。

Mukhopadhyay 开始使用空间天气建模框架构建这种相互作用的模型，该框架是由 UM 空间环境建模中心开发和维护的多功能数值工具，用于研究太阳、日球层和行星空间环境，包括地球的环境。

太阳不断向地球抛出热气体和带电粒子，由于地球的温度极高，地球充当等离子体系统。Mukhopadhyay 开发了一个模型，可以预测这个等离子体系统如何与地球磁场相互作用，最终驱动极光的形成。

这个磁场有南北方向：北极和南极。磁场的方向就是为什么你通常只在磁场最强的北极和南极看到极光的原因。但纵观历史，这些极点偶尔会偏离它们的传统地理位置。这些被称为“地磁游览”，Mukhopadhyay 说。最近的事件被称为拉尚游览，发生在大约 41,000 年前。

Mukhopadhyay 与德国 GFZ 亥姆霍兹地球科学中心的研究员 Sanja Panovska 合作，创建了地球地球空间系统的 3D 重建。为此，研究人员结合了三个独立的模型：一个重建拉尚偏移期间地磁场的全局模型，一个地球周围空间等离子体环境的模型，以及一个预测当时地球极光的模型。生成的 3D 模型显示了带电粒子能够穿过地球地磁场的位置。

研究人员发现，在拉尚偏移期间，地球磁场的大小减小到其当前强度的 10% 左右。这使得地球的磁极在赤道附近下垂，并使其磁力线扩大。这也将使极光遍布欧洲和北非。

然后，研究人员将地球空间系统的 3D 地图绘制到世界各地，发现拉尚游览的时间段——持续了大约 41,000 到 39,000 BP——与生活在地球上的人类群体的变化时期相吻合

宇宙射线、辐射和生存

尼安德特人和智人在欧洲共存，密歇根大学人类学副教授 Raven Garvey 说，智人——通常被称为解剖学上的现代人——大约在 56,000 年前到达。到大约 40,000 年前，尼安德特人在欧洲不再被确定为一个物种。

“这些物种之间、尼安德特人和解剖学上的现代人之间的一些差异可能解释了这种消失，几十年来一直是人类学的一个主要问题，”加维说。

她说，服装可能是一个促成因素。在与解剖学上的现代人有关的考古遗址中发现了生产合身衣服的技术手段，但不一定是尼安德特人。

然而，在与解剖学现代人相关的遗址中，考古学家不仅发现了用于生产皮革的刮刀，还发现了与缝纫有关的针和锥子。根据 Garvey 的说法，量身定制的服装有双重好处：它明显更暖和，而且增加的保暖性意味着人们可以离壁炉和避难所更远的地方寻找食物。

她说，量身定制的服装还可以提供另一个意想不到的好处——防止阳光伤害。

太阳辐射有多种有害影响，包括眼部病变和叶酸耗竭（这可能导致出生缺陷和婴儿死亡率增加），“因此，拥有太阳辐射保护也会给任何拥有它的人带来显着的好处，”加维说。

智人可能也增加了对赭石的使用，赭石是一种由氧化铁、粘土和二氧化硅组成的天然色素，许多种类的古人类已经使用了很长时间。人们用它来画物体、洞穴墙壁，甚至装饰他们的身体。

“有一些实验测试表明它具有类似防晒霜的特性。这是一种非常有效的防晒霜，也有人种学人群主要将其用于此目的，“加维说。“它产量的增加以及它主要与解剖学上的现代人类（在拉尚时期）的联系也表明人们也将其用于此目的。”

在（太阳能）风能中寻找谨慎

研究人员小心翼翼地强调，他们的发现并不是确定的。然而，它们是查看现有数据的一种新方法。

“我认为重要的是要注意这些发现是相关的，如果你愿意的话，（我们的是）荟萃分析，”Garvey 说。“但我认为，鉴于 Laschamps 的短途旅行，这是对这些数据的新视角。”

Mukhopadhyay 说，除了研究以前的短途旅行在很久以前可能如何影响人类之外，3D 模型还为人们提供了一种预测短途旅行在未来可能如何影响我们的方法。

“如果今天发生这样的事件，我们将看到几个不同领域的完全停电，”他说。“我们的通信卫星将无法工作。我们在地面上的许多电信阵列将受到最小的太空天气事件的严重影响，更不用说人类影响了，这些影响也将在我们的日常生活中发挥相当大的作用。

Mukhopadhyay 还指出，他们的工作还强调，人们仍然能够在一个大气层看起来与我们今天的大气层大不相同的星球上生存，这对在地球以外的行星上寻找生命有影响。

“许多人说，没有强磁场，行星就无法维持生命，”他说。“观察史前地球，尤其是像这样的事件，有助于我们从非常不同的有利位置研究系外行星物理学。生命在那时确实存在。但它与今天略有不同。

该研究的合著者还包括密歇根工程学院的 Michael Liemohn、Daniel Welling 和 Austin Brenner，密歇根工程学院和芬兰气象研究所的 Natalia Ganjushkina，奥卢大学的 Ilya Usoskin 和谢菲尔德大学的 Mikhail Balikhin。

来源：人工智能学家