本文转自：中国科学报

(资料图片仅供参考)

两大一级学科20年交叉研究结硕果——

从地磁场到生物圈的“破圈之旅”

潘永信（中）和团队在讨论问题。 王一鸣/摄

■本报记者 冯丽妃

地球就像一个巨大的磁球。在3000~5000公里的地下深处，地球液态外核内不断运动的带电金属粒子形成地磁场“发电机”，源源不断地产生磁场，穿过地幔和地壳到达地表，一直延展到太空，像一把保护伞，屏蔽宇宙射线，保护着地球的大气、水。

“如果地球没有磁场，太阳风等高能带电粒子会剥蚀地球大气层，而没有了大气，地表的液态水逃逸，地球生物将难以生存。”近日，中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）研究员潘永信在接受《中国科学报》采访时解释。

在地球数十亿年的漫长演化中，候鸟、蝙蝠等生物也演化出利用地磁场信息定向、导航的本领。然而，地磁场并非一成不变，其南北磁极会发生漂移，极性也会发生倒转，给地球生物带来巨大影响。

地磁场曾经发生过怎样的变化？地球生物和地磁场之间有何关联？

过去20年，潘永信带领地质地球所生物地磁研究团队以这些问题为起点，通过生物、地学两大一级学科交叉“实验”，在地磁场变化、趋磁细菌多样性与起源演化、生物响应地磁场机制以及仿生磁性纳米材料诊疗癌症等基础与应用科学研究领域取得了一系列创新性重要成果。

“老树发新枝”

“嘀嘀，嗞嗞；嘀嘀，嗞嗞……”地质地球所鸿鹄楼一楼，一间标注着“设备重地”的实验室内，3台岩石超导磁力仪在一阵阵蜂鸣声中运作着。它们的任务是检测小岩块中记录的古地磁场方向和强度。

地质地球所副研究员蔡书慧盯着电脑屏幕，关注着测量数据。

这是一项需要耐心的工作。有时候，一个地质剖面会采集成千上万块样品，需要一块块测量分析。把所有样品的分析数据整合在一起，可以了解这一时期地磁场的变化情况，与标准磁性年表对比，就可以确定一个目标地质剖面在地球历史中所处的地质时期。