研究稱"太陽風(fēng)"每年帶走地球大氣6萬噸氣體
來源:網(wǎng)絡(luò) 2009-06-26 15:02:24
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這張由美國宇航局提供的照片顯示的是南極上空的橢圓形極光。當高能太陽風(fēng)離子沿地球磁場線傳輸?shù)竭_大氣層時,就會產(chǎn)生極光
據(jù)美國媒體報道,近日科研人員對地球、金星和火星的大氣進行了比較研究。科研人員震驚地發(fā)現(xiàn),地球大氣層每年損失6萬噸氣體,流失速度超過火星和金星。
科學(xué)家通常認為對地球具有防護屏作用的磁氣圈能夠保護地球大氣層,但最新研究顯示,磁氣圈和太陽風(fēng)發(fā)生相互作用,導(dǎo)致大氣層氣體流失。地球的磁場區(qū)域被稱為磁氣圈,起到保護地球生物的作用,它可以阻擋來自太陽的帶電粒子流,有效地阻擋著太陽風(fēng)的侵襲,可避免帶電粒子流將能量傳輸至大氣層中的氣體分子,從而使氣體分子無法逃離地球的重力牽引。因為地球磁場較強,而火星和金星磁場弱到幾乎可以忽略,因此按照原先的觀點,地球大氣應(yīng)該比金星和火星大氣受到更多防護。這可能意味著地球磁場屏蔽不但不能防護大氣層,還是導(dǎo)致大氣流失的“幫兇”。
加州大學(xué)洛杉磯分校的地球物理學(xué)和空間物理學(xué)教授克里斯托弗拉塞爾說,“我們經(jīng)常告訴自己,我們很幸運生活在這個星球上,因為我們有這個強磁場屏蔽保護我們免受各種傷害,比如宇宙射線、太陽耀斑和太陽風(fēng)的危害。但是事實上地球磁場不能有效地保護大氣層。”
在5月份荷蘭諾德韋克市召開的行星學(xué)對比研究國際會議上,拉塞爾和其他科學(xué)家共同認識到了這一點。三名分別進行地球、火星、金星研究的科學(xué)家將各自的研究成果進行了對比,結(jié)果有了這令人震驚的發(fā)現(xiàn)。
造成這種情況出現(xiàn)的“肇事者”是太陽風(fēng)爆發(fā)時所釋放出的帶電粒子流。“太陽風(fēng)對金星和火星幾乎不會產(chǎn)生什么作用,“拉塞爾說。”而地球磁場和太陽風(fēng)發(fā)生相互作用,地球的磁氣圈要遠大于地球大氣層,這意味著帶有磁場的行星將從太陽風(fēng)中吸引更多的能量,這些額外能量將呈現(xiàn)漏斗狀朝向地球磁極,因此在地球極地上空電離層的分子能夠加速逃逸。太陽風(fēng)不僅會產(chǎn)生極光現(xiàn)象,而且能使地球大氣層溫度升高至導(dǎo)致大氣層氣體沿磁場線逃逸的程度,逃逸的氣體會被太陽風(fēng)捕獲。
在此之前也有研究發(fā)現(xiàn)到這一點,歐洲宇航局恒星簇計劃中顯示地球極地每年逃逸的離子數(shù)量是其他太陽行星的兩倍。當我們承受于低太陽活動狀態(tài)下,強烈的太陽風(fēng)對于年輕的地球和火星形成早期大氣層扮演著重要角色。瑞典基律納市瑞典太空物理研究中心的斯塔斯-芭拉芭什(Stas Barabash)計算顯示,受磁氣圈影響,地球大氣層每年損失6萬噸氣體,而對比地球大氣層數(shù)千萬億噸的氣體總重量,這一損失量并不會對大氣層構(gòu)成損害。