
一项新的研究表明,依靠地球磁场导航的候鸟在太阳耀斑等太空天气事件中会迷失方向。
夜间候鸟——如鹅和天鹅、矶鹬和画眉——利用地球磁场作为天然的卫星导航,引导它们进行漫长的季节性迁徙。
但研究结果显示,当太空天气扰乱磁场时,选择飞行的鸟类就会减少。那些这样做的人往往会因为导航的中断而迷失方向或迷失方向。
新的发现是基于大规模的长期数据集,首次证明了夜间鸟类迁徙和地磁干扰之间以前未知的关系。
我们地球的磁场经常受到太阳爆发的影响,太阳爆发会引发彩色极光,有时会扰乱卫星通信、人类导航系统和电网。
然而,对于这些干扰如何影响依赖地球磁场进行迁徙导航和定位的动物,人们仍然知之甚少。

先前的研究已经有力地证明,一些鸟类和海龟在定位和绘制导航地图时,会根据地磁倾斜度、强度和赤纬的微小变化进行调整。
最近的一项研究甚至发现,地磁干扰与候鸟“流浪”的增加有关——鸟类在迁徙过程中迷路。
但之前的大多数研究都局限于地理范围、持续时间和被调查物种的数量。
然而,这项最新的研究使用了23年的美国大平原鸟类迁徙数据集,提供了新的见解。大平原是一个巨大的高原,横跨落基山脉以东的整个国家。
来自密歇根大学的研究人员使用了在美国大平原中央飞行路线上的37个雷达站收集的图像,这是一个主要的迁徙走廊。

大平原在美国中部绵延一千多英里,从南部的德克萨斯州一直延伸到靠近加拿大边境的北达科他州。
这项研究的最终数据集发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上,其中包括秋季的170万次雷达扫描和春季的140万次雷达扫描。

该地区夜间迁徙的鸟类群落主要由多样化的鸟类组成,其中73%栖息的鸟类如画眉和莺,12%的滨鸟包括矶鹞和鸻,9%的水禽如鸭子、鹅和天鹅。
研究人员将每个雷达站的数据与一个定制的地磁干扰指数相匹配,该指数代表了背景磁条件下每小时的最大变化。
研究小组的数据被输入到两个互补的统计模型中,以测量磁场干扰对鸟类迁徙的影响。这些模型控制了已知的天气、时间变量(如夜间时间)和地理变量(如经度和纬度)的影响。

研究结果显示,在太空天气干扰期间,鸟类的迁徙数量减少。
他们还发现,在秋季地磁干扰期间,那些仍然在迁移的动物更频繁地随风漂移,而不是花费很大的精力去对抗侧风。
“我们的研究结果表明,在强烈的地磁干扰期间,迁徙的鸟类会减少,而且迁徙的鸟类可能会遇到更多的导航困难,尤其是在秋季阴天的情况下,”该研究的主要作者、生态和进化生物学系的博士生埃里克·古尔森-卡斯蒂略(Eric Gulson-Castillo)说。
“因此,它们在飞行中可能会减少主动导航的努力,从而更容易与风保持一致。”
结果显示,在秋季强烈太阳风暴的多云天气下,逆风飞行的“努力”减少了四分之一,这表明模糊的天体信号和磁场干扰可能会阻碍鸟类的导航。
古尔森-卡斯蒂略说:“我们的发现强调了动物的决定是如何依赖于环境条件的——包括那些我们人类无法感知的环境条件,比如地磁干扰——这些行为会影响动物种群的运动模式。”
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