作者:唐宁 来源:新浪科技 发布时间:2009-6-4 16:25:07
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研究称地球磁气圈每年带走6万吨大气

地球磁气圈正在逐渐“偷走”大气层中的气体(图片来自新科学家) 

据美国媒体报道,近日科研人员对地球、金星和火星的大气进行了比较研究。科研人员震惊地发现,地球大气层每年损失6万吨气体,流失速度超过火星和金星。
 
科学家通常认为对地球具有防护屏作用的磁气圈能够保护地球大气层,但最新研究显示,磁气圈和太阳风发生相互作用,导致大气层气体流失。地球的磁场区域被称为磁气圈,起到保护地球生物的作用,它可以阻挡来自太阳的带电粒子流,有效地阻挡着太阳风的侵袭,可避免带电粒子流将能量传输至大气层中的气体分子,从而使气体分子无法逃离地球的重力牵引。因为地球磁场较强,而火星和金星磁场弱到几乎可以忽略,因此按照原先的观点,地球大气应该比金星和火星大气受到更多防护。这可能意味着地球磁场屏蔽不但不能防护大气层,还是导致大气流失的“帮凶”。
 
加州大学洛杉矶分校的地球物理学和空间物理学教授克里斯托弗拉塞尔说,“我们经常告诉自己,我们很幸运生活在这个星球上,因为我们有这个强磁场屏蔽保护我们免受各种伤害,比如宇宙射线、太阳耀斑和太阳风的危害。但是事实上地球磁场不能有效地保护大气层。”
 
在5月份荷兰诺德韦克市召开的行星学对比研究国际会议上,拉塞尔和其他科学家共同认识到了这一点。三名分别进行地球、火星、金星研究的科学家将各自的研究成果进行了对比,结果有了这令人震惊的发现。
 
造成这种情况出现的“肇事者”是太阳风爆发时所释放出的带电粒子流。“太阳风对金星和火星几乎不会产生什么作用,”拉塞尔说。而地球磁场和太阳风发生相互作用,地球的磁气圈要远大于地球大气层,这意味着带有磁场的行星将从太阳风中吸引更多的能量,这些额外能量将呈现漏斗状朝向地球磁极,因此在地球极地上空电离层的分子能够加速逃逸。太阳风不仅会产生极光现象,而且能使地球大气层温度升高至导致大气层气体沿磁场线逃逸的程度,逃逸的气体会被太阳风捕获。
 
在此之前也有研究发现到这一点,欧洲宇航局恒星簇计划中显示地球极地每年逃逸的离子数量是其他太阳行星的两倍。当我们承受于低太阳活动状态下,强烈的太阳风对于年轻的地球和火星形成早期大气层扮演着重要角色。瑞典基律纳市瑞典太空物理研究中心的斯塔斯-芭拉芭什(Stas Barabash)计算显示,受磁气圈影响,地球大气层每年损失6万吨气体,而对比地球大气层数千万亿吨的气体总重量,这一损失量并不会对大气层构成损害。
 
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