內容簡介 SUMMARY
深海沉積物中有一種「巨型磁化石」，最早的紀錄可追溯到約 9700 萬年前。劍橋大學領導的團隊在 2025 年 10 月發表研究，用 3D 磁成像分析其中一顆約 5600 萬年前的矛頭形磁化石，發現它的內部有一個磁渦旋。這種結構理論上不只能感知方向，還能感知地磁強度，並且推測可能有助於判斷位置。但是是哪種生物留下的，目前仍然未知。
一顆只有幾微米大的化石
在北大西洋的海底沉積物裡，有一些形狀奇特的磁鐵礦顆粒：有的像矛頭，有的像針。那這個到底是什麼呢？
科學家早就知道，有些水中的細菌體內有一串磁性小顆粒，能讓牠們跟著地磁場排列，游到適合的水深。這是最原始的磁感應能力。
但這些化石比細菌用的磁性顆粒大了 10 到 20 倍，所以被稱為「巨型磁化石」。因為體積太大，過去有些科學家認為它們不適合用來導航，甚至推測只是某種保護用的刺。
名詞解釋 KEY CONCEPT
巨型磁化石（Giant Magnetofossils）
巨型磁化石是一種保存在古代沉積物中的微小磁性化石，主要由磁鐵礦（Fe₃O₄）組成。科學家認為，它們可能是遠古生物在體內製造的磁性礦物結構。
一般的磁化石常與「趨磁細菌」有關。這些細菌能在體內形成微小的磁鐵礦顆粒，像內建指南針一樣，幫助自己沿著地球磁場方向移動。
巨型磁化石則特別不同：它們的磁性晶體尺寸明顯大於一般趨磁細菌製造的顆粒，有些還呈現針狀、紡錘狀等特殊形態。
這類化石曾在約5,600萬年前的古新世—始新世極熱事件（PETM）相關沉積層中被發現。當時地球經歷劇烈暖化，因此科學家也希望透過這些化石，了解古代海洋環境與生物的變化。
化石的內部
要回答這個問題，就必須知道化石內部的磁場是怎麼排列的。
研究團隊使用德國馬克斯普朗克研究所 Claire Donnelly 開發的「磁向量斷層掃描」技術，在英國的鑽石光源 X 光設施進行分析。不過這是這項技術第一次用來研究天然樣本。
他們分析的是一顆矛頭形的磁化石，直徑約 1.1 微米，長約 2.25 微米，年代約在 5600 萬年前。結果發現，化石內部的磁矩繞著一條中心線旋轉，形成像龍捲風一樣的磁渦旋。
從指南針到地圖
這個磁渦旋有什麼用？共同主持研究的劍橋大學教授 Rich Harrison 解釋，這種磁性顆粒不只能感知地磁場的傾角，藉此判斷緯度，還能測量地磁的強度，而地磁強度會隨經度改變。
光知道北方在哪裡，就像只拿著一個指南針；如果還能感知地磁強弱的變化，就有機會判斷自己身在何處，像是多了一張地圖。
留下化石的是誰？
研究團隊推論，留下這些化石的，應該是一種會長距離遷徙的生物，而且這種生物在古代海洋中數量多到足以留下大量化石。
Harrison 提到，鰻魚可能是一個候選者，因為鰻魚大約在 1 億年前出現，而且長距離洄游的方式至今仍有許多謎團。不過這只是推測，目前沒有直接證據。究竟是動物還是其他生物形成的，也還沒有定論。
研究的限制
- 詳細的 3D 磁性分析只針對極少數化石，不能代表所有巨型磁化石。
- 「用於導航」是根據磁性結構推論出的功能，不是直接觀察到的行為。
- 留下化石的生物仍然未知。
FAQ 常見問題
9700 萬年是指這顆化石的年代嗎？
不是。9700 萬年是這類化石最早的紀錄，被詳細分析的那顆化石約 5600 萬年前。
現代有哪些動物會用地磁導航？
候鳥、海龜和許多魚類都會。
磁化石和指南針有什麼不同？
指南針只告訴你方向；研究顯示，這種磁化石的結構可能有助於感知地磁強度的差異，進一步提供位置資訊。
資料來源與延伸閱讀
- Harrison RJ, et al. (2025). Magnetic vector tomography reveals giant magnetofossils are optimised for magnetointensity reception. Communications Earth & Environment 6. DOI: 10.1038/s43247-025-02721-3
- University of Cambridge：Ancient animal GPS identified in magnetic fossils — https://www.cam.ac.uk/research/news/ancient-animal-gps-identified-in-magnetic-fossils
- Environmental Coastal & Offshore：Researchers Map Magnetic Domains in Fossilized Marine Sediments — https://ecomagazine.com/news/research/researchers-map-magnetic-domains-in-fossilized-marine-sediments/
