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
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(dāng)高能太陽風(fēng)離子沿地球磁場線傳輸?shù)竭_(dá)大氣層時(shí),就會產(chǎn)生極光
據(jù)美國媒體報(bào)道,近日科研人員對地球、金星和火星的大氣進(jìn)行了比較研究?蒲腥藛T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(rèn)為對地球具有防護(hù)屏作用的磁氣圈能夠保護(hù)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(hù)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?yàn)榈厍虼艌鲚^強(qiáng),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(diǎn),地球大氣應(yīng)該比金星和火星大氣受到更多防護(hù)。這可能意味著地球磁場屏蔽不但不能防護(hù)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(yùn)生活在這個(gè)星球上,因?yàn)槲覀冇羞@個(gè)強(qiáng)磁場屏蔽保護(hù)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(shí)上地球磁場不能有效地保護(hù)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(rèn)識到了這一點(diǎn)。三名分別進(jìn)行地球、火星、金星研究的科學(xué)家將各自的研究成果進(jìn)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(shí)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(yuǎn)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(diǎn),歐洲宇航局恒星簇計(jì)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(dāng)我們承受于低太陽活動狀態(tài)下,強(qiáng)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(jì)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。