02.26 太陽風暴是否與鯨魚擱淺事件有關?

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新的研究表明,太陽風暴可能會暫時干擾鯨魚在長途跋涉中導航的能力,甚至可能導致它們擱淺。它指出灰鯨可能利用地球的磁場進行導航的可能性。據《國家地理》報道,目前人們只知道,鯨魚用視力識別自己的航行道路。

太陽風暴——太陽上大量高能粒子被噴射的事件——以異常高的電磁輻射對地球進行轟擊,這種輻射會干擾衛星和電網等人類技術。大多數動物,包括人類,被認為沒有受到太陽風暴的顯著影響,主要是因為地球的磁場保護地球免受大部分輻射。

發表在《當代生物學》雜誌上的一項研究描述了太陽風暴可能導致鯨魚擱淺的發現,這一發現為與鯨魚擱淺相關的現象又增加了一個因素。目前,灰鯨擱淺異常事件頻繁發生,可能與獵物數量低引起的飢餓有關。

自2019年1月以來,已有180多頭灰鯨擱淺滯留在海灘,是正常平均水平的1倍多。為了更好地瞭解灰鯨擱淺有關的因素,杜克大學的感官生態學家傑西·格蘭傑和他的同事研究了自1985年以來在北美西海岸被擱淺的灰鯨的記錄,這些動物在到達海灘時似乎沒有生病或受傷。那它們為什麼被擱淺了?研究人員發現,在太陽風暴引起的高射頻干擾的日子裡,鯨魚擱淺的可能性是正常日子的四倍。

干擾信號

對於其他一些動物,如歐洲的知更鳥,研究表明寬帶射頻噪聲可以暫時阻止它們使用地磁感。這種能力使動物能夠感知地球磁場的變化,這些變化因位置而異,讓它們知道自己在哪裡,以及他們要去哪裡。

格蘭傑說,科學家們推測這就是這裡正在發生的事情。雖然本文沒有為這些鯨魚的磁力接收提供確鑿的證據,但它確實朝這個方向增加了一個跡象,因為它消除了其他一些可能的原因,如副漁獲物、船舶撞擊或明顯疾病。

此外,該研究小組還詳細查看了受太陽風暴影響的地球物理參數,以及這些參數對鯨魚導航的影響。北卡羅來納大學的肯·羅曼(Ken Lohmann)說,我們確信其他海洋動物——如海龜和鮭魚——通過感應這些磁場在水下遷徙很遠的距離,這種感應也存在於蜜蜂、鳥類等動物身上。螞蟻,白蟻等動物也存在這種感應。

太陽風暴是否會影響這些動物的導航能力,這一點不得而知。科學家已經證明,把一些動物放在大磁鐵的線圈中,通過磁力線圈磁場變化來,觀察這些動物的行為變化,但是鯨魚太大了,不適合進行這樣的實驗。灰鯨大部分時間都在水下度過,沒有視覺線索,因此,它們使用的眼睛以外的某種感覺是有道理的。

茫然和困惑

在論文中,科學家們研究了其他因素,如氣候週期和季節變化,這些因素似乎對擱淺沒有任何影響。他們還研究了地球磁場的擺動程度,這一測量指標稱為AP指數,以觀察這是否與擱淺有關。

但事實並非如此,這個結果最初震驚了格蘭傑,因為她預計磁場中的局部變化會導致鯨魚對其位置感到困惑,最終會衝上岸。格蘭傑說,這種理論是"鯨魚認為它在第四街,但實際上它在第六街"。但事實似乎並非如此。相反,它們可能只是暫時"失明",從而迷失方向和擱淺,她說。

人們認為在鳥類的視網膜中使用稱為隱色素的特殊蛋白質來感知地球的磁場,而這一過程可能受到無線電頻率噪聲干擾,而這一過程依賴於大腦來區分這些微妙的的電化學變化。然而,還有其他方法可以感知磁性,例如,地質學家使用一些動物神經系統中發現的一種叫做磁鐵礦的鐵礦物。

太陽風暴可能是導致鯨魚擱淺原因之一,有許多其他因素與鯨魚擱淺有關,如疾病、飢餓、船舶撞擊以及用於石油勘探的海軍聲納等人類技術。


科技領航人


根據發表在《當代生物學》雜誌上的一項新研究,太陽風暴可能導致灰鯨“失去判斷力” 。太陽活動干擾了鯨魚的內部磁性導航系統,使它們滯留在岸上,這經常導致它們死亡。科學家觀察到許多鯨魚經歷了猛烈的季節性遷徙,使它們從食物豐富的海洋地區轉移到傳統的繁殖地。根據不同的物種,鯨魚一次遷徙就可以向上遊行10000英里(16100公里),這通常會使海洋哺乳動物靠近海岸線。

可悲的是,每年似乎都在世界各地的海岸線上都會發現健康的鯨魚,而這些鯨魚在沒有干預的情況下不可避免地死亡。

科學家們探索了黑子與擱淺事件之間的關係。黑子是恆星表面上的暗區,已知會伴隨太陽風暴。在太陽風暴期間,高能粒子從太陽的大氣中噴出,並向外衝入太陽系。這些粒子與地球的地磁場相互作用,有時會破壞到一定程度,以至於它會影響依靠它進行導航的生物的行為。

一項新發表的研究建立在早期工作的基礎上,以探索黑子與灰鯨擱淺的聯繫,並研究太陽能夠破壞海洋哺乳動物的導航“傳感器”的過程。

研究人員使用了31年的數據,集中研究了涉及健康、未受傷鯨魚的186次擱淺。研究人員分析數據後發現,在太陽表面出現黑子的那一天,發生擱淺的幾率是沒有隨機發生的幾天的兩倍。這表明鯨魚在長時間的遷徙過程中依靠某種形式的磁導航來維持正確的航向。

這項研究詳細說明了太陽活動可能混淆了鯨的磁性本能的兩種方式。“難道是太陽風暴正在向周圍推動磁場並向鯨魚提供了不正確的信息,例如,鯨魚認為它在第四大道,但實際上是在第八大道?” 這項新研究的合著者、杜克大學的傑西·格蘭傑(Jesse Granger)評論道,“或者是太陽風暴影響了‘接收器’本身—鯨魚以為它在第四大道上,但是隻是失去判斷力了?”

鯨魚可能由於與來自太陽的帶電粒子相互作用而引起的地球磁場偏差而被擱淺,從而誘使鯨魚認為它們在錯誤的位置。其次,太陽粒子可能導致太陽無線電通量的增加,根據這項研究,這是“全球平均射頻量度(RF)”。已知這種無線電噪聲會干擾幾個物種的磁性導航能力,因此可能會使鯨魚的生物傳感器“失去判斷力”。

研究結果表明,後一種情況更有可能發生。與其他隨機選擇的日子相比,在因太陽活動引起的高射頻噪聲的日子裡,鯨魚被擱淺的可能性是其四倍。

不過研究人員強調,太陽活動並不是鯨魚擱淺的唯一原因,還有人為原因,包括來自海軍聲納的干擾。

該論文已發表在《當代生物學》雜誌上。


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一個長期謎團是,為什麼健康的鯨魚、海豚和鼠海豚——統稱為鯨目動物——最終會在全球沿海地區擱淺。嚴重的太陽風暴會影響地球磁場,混淆它們的內部導航並導致它們迷失方向嗎?

磁異常以及氣象事件,如新月期間的極端潮汐和沿海風暴,這些被認為會使動物迷失方向。據推測,由於這些動物可能使用磁場感應來導航,磁異常可能至少是部分原因。


事實上,當太陽日冕向太陽系噴射出巨大的帶電粒子氣泡時引起的磁異常,當它們撞擊到地球的保護性磁層時,會給地球軌道衛星和電網帶來問題,它們也可能影響動物。

大規模擱淺發生在世界各地,在任何特定的事件中,都可能影響到三到幾百只動物。儘管這是一個全球現象,但科學家們已經確定了一些熱點:新西蘭、澳大利亞和馬薩諸塞州的科德角,所有這些地方都有著重要的地理特徵,比如傾斜的海灘和細粒沉積物——這些因素被認為是造成擱淺的原因。




在涉及多起死亡的擱淺中,屍體解剖顯示絕大多數死亡動物在擱淺前都是健康的。一些研究人員假設,當強大的社會紐帶迫使群體跟隨陷入困境的個體進入淺水時,群體就會陷入困境。

正如地球上的天氣變化,偶爾會帶來雷暴和陣風,不斷變化的太陽有時會將大量的太陽物質和磁場拋入太空,稱為日冕物質拋射或日冕物質拋射。這些火山爆發對近地空間的影響統稱為空間天氣。如果磁暴撞擊地球磁場,磁暴可以引發強大的磁暴。如果太陽風暴和擱淺確實是有聯繫的,科學家們認為他們可以在擱淺事件發生時探測到地球地磁活動的模式。


如果能確定是什麼條件促使擱淺,並開發出一種能識別這些因素何時聚集在一起的警報系統,那麼不同地區的擱淺網絡就能為事件做好準備,讓救援工作更快地在地面展開。

首先,尋找每一次擱淺事件與事件當天太空天氣展望之間的相關性。然後,將空間天氣數據轉移了不同的時間段——一天、兩天、10天,等等——以探索太陽活動對擱淺的影響是否有所延遲。


在分析了所有的數據後,科學家們發現,不管時間發生了什麼變化,太空天氣與每次擱淺都有著相同的統計關係——表明地磁活動和科德角擱淺之間沒有明顯的因果關係。


雖然科學家們一直希望有一個靈機一動的時刻,但他們的分析結果仍然讓他們認為,雖然太空天氣不是擱淺的主要原因,但它可能是幾個因素中的一個。在生物學場景中揭示相互作用和事件通常需要生態學視角;他們認為,也許太空天氣是導致大規模擱淺事件的更大生態條件的一個必要組成部分。

儘管分析表明磁暴可能不是主要原因,但要完全排除任何可能的因素是非常困難的,如果不是不可能的話,擱淺可能是由多種環境因素的複雜組合造成的,因此希望在後續研究中包括儘可能廣泛的可能參數。


軍機處留級生



還有一種可能性是,這些動物的內部羅盤由於人類使用多波束回聲測深儀和其他聲納類設備來繪製海底地圖或定位潛在的捕魚地點而發生了某種程度的傾斜。地球的大氣和磁場保護我們免受太陽粒子流的影響,就像太陽磁場偏轉宇宙粒子輻射一樣。



一般來說,磁場會影響陸地生物,如遷徙的動物。因此,地球生命與不同磁場、粒子流和輻射之間的天文相互關係有關。鯨魚大規模擱淺經常被記錄下來,但是它們的原因和潛在的機制仍然不清楚。基於2016年初北海南部29只雄性抹香鯨(大部分是光棍抹香鯨)的一系列擱淺,調查了這一現象的可能原因。



鯨魚的磁場導航可能在定向和遷移中有重要作用,擱淺可能因此被地磁風暴觸發。這種方法得到下列因素的支持:

(1)太陽風暴對地球磁場的破壞可持續約1天,並導致對應於高達460公里的位移的短期磁緯度變化;

(2)許多這類干擾的強度與更持久的地磁異常相似;

(3)北海北部地區的地磁異常直徑為50-150公里;

(4)抹香鯨每天遊約100公里,因此可能無法區分這些現象。



抹香鯨在低緯度度過它們早期的非繁殖期,那裡太陽的磁場干擾很弱,因此缺乏這種現象的經驗。因此,由於未能及時採用替代導航系統,天真的鯨魚可能會在挪威南部海域迷失方向,被困在北海淺水區。


然而,這些人為的影響並不能解釋大多數擱淺,關於原因的理論包括磁異常以及氣象事件,如新月期間的極端潮汐和沿海風暴,這些被認為會使動物迷失方向。據推測,由於這些動物可能使用磁場感應來導航,磁異常可能至少是部分原因。 事實上,當太陽日冕向太陽系噴射出巨大的帶電粒子流時引起的磁異常,當它們撞擊到地球的保護性磁層時,會給地球軌道衛星和電網帶來問題,也可能影響到動物。

人類也許能夠利用對太陽風暴的觀察作為鯨魚潛在擱淺發生的早期預警,這將使世界各地的救援人員能夠更好地準備應對,從而有機會拯救更多的動物。










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太陽風暴會影響地磁,地磁會影響鯨魚


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