地球磁場(chǎng)加速流失 科學(xué)家首次觀測(cè)到氧氣泄漏全過(guò)程

 歐洲航天局的科學(xué)家表示，目前氧氣正在不斷的由大氣層流向地球外部，通過(guò)歐洲航天局發(fā)送的觀測(cè)衛(wèi)星Cluster，科學(xué)家們首次觀測(cè)到了氧氣泄漏的全過(guò)程，并且已經(jīng)初步揭示出了整個(gè)過(guò)程發(fā)生原理：大氣層自身以及地球的結(jié)構(gòu)機(jī)理是導(dǎo)致氧氣外流的根本原因。此外，科學(xué)家透露，地球本身的磁場(chǎng)也起到了加速氧氣泄露的催化作用。

瑞典空間物理學(xué)研究所（Swedish Institute of Space Physics）的研究員漢斯?尼爾森（Hans Nilsson）是該研究項(xiàng)目的發(fā)起人，他介紹說(shuō)：“我們仔細(xì)的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合分析，之后發(fā)現(xiàn)，由于磁場(chǎng)方向的變動(dòng)，大氣中的氧氣離子的自身速度也隨之不斷的發(fā)生變化，通常是不斷被加速。這是一個(gè)十分有趣的現(xiàn)象。”歐洲航天局曾共發(fā)射過(guò)四顆Cluster宇宙觀測(cè)衛(wèi)星，而如今這四顆衛(wèi)星都在為尼爾森的團(tuán)隊(duì)提供著地球磁場(chǎng)以及大氣的研究數(shù)據(jù)，由于四顆衛(wèi)星覆蓋的區(qū)域廣泛，因此尼爾森團(tuán)隊(duì)可以獲得準(zhǔn)確而翔實(shí)的第一手資料。“我們感到十分高興，Cluster為我們提供的數(shù)據(jù)能夠使我們十分方便的測(cè)算出，諸如地球磁場(chǎng)坡度等一系列十分重要的數(shù)據(jù)，同時(shí)我們還能夠隨時(shí)掌握因時(shí)間的變化，而產(chǎn)生的例如磁場(chǎng)方向的細(xì)致數(shù)據(jù)。”

據(jù)專(zhuān)家介紹，該研究項(xiàng)目所涉及的資料都是由觀測(cè)衛(wèi)星Cluster耗時(shí)多年而收集到的，Cluster衛(wèi)星所提供的數(shù)據(jù)十分廣泛，十分有助于科學(xué)家對(duì)磁場(chǎng)的作用原理以及引起物理現(xiàn)象進(jìn)行深入分析。例如，通過(guò)Cluster衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)，專(zhuān)家們了解到了氧原子在得到電流的刺激，成為電離子以及最終沖出大氣層流向地球外部的整個(gè)過(guò)程；此外，Cluster衛(wèi)星同時(shí)也將地球的磁場(chǎng)磁力度以及磁力變動(dòng)方向等數(shù)據(jù)一齊呈現(xiàn)到科學(xué)家們的面前。

事實(shí)上在空間站成立以前，科學(xué)界普遍持有傳統(tǒng)的地球磁場(chǎng)觀點(diǎn)，認(rèn)為地球磁場(chǎng)充斥著許多大大小小不一，被太陽(yáng)風(fēng)（solar wind）“驅(qū)趕”過(guò)來(lái)的粒子，它們的外形猶如雨雪顆粒；而它們的作用對(duì)于地球來(lái)說(shuō)仿佛一個(gè)巨大的緩沖墊，能夠作為一個(gè)緩沖帶保護(hù)大氣層，避免了太陽(yáng)風(fēng)對(duì)大氣層的直接沖擊。尼爾森認(rèn)為，“我們正在逐漸的了解到，太陽(yáng)風(fēng)與大氣之間還發(fā)生了許多極為復(fù)雜的反應(yīng)變化。”太陽(yáng)風(fēng)中充滿(mǎn)能量的粒子可以沿著地球的磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們對(duì)地球的大氣層構(gòu)成沖擊力的時(shí)候，它們會(huì)立即產(chǎn)生出我們所熟悉的極光，這一現(xiàn)象發(fā)生在地球的南北極，而這些現(xiàn)象發(fā)生的同時(shí)，會(huì)使得氧離子加速?zèng)_出大氣層的層層包圍，最終抵達(dá)地球的磁場(chǎng)環(huán)境中。

據(jù)專(zhuān)家介紹說(shuō)，Cluster衛(wèi)星所提供的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確而及時(shí)，這些衛(wèi)星通常處在離地球高度大約3萬(wàn)公里到6萬(wàn)4千公里的地方，能夠隨時(shí)向宇航中心反饋?zhàn)钚碌臄?shù)據(jù)。專(zhuān)家們將所得到的數(shù)據(jù)與上世紀(jì)80年代至90年代早期衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)相比較后發(fā)現(xiàn)，氧離子的實(shí)際運(yùn)行速度往往要比觀測(cè)到的運(yùn)行速度快得多。此外，尼爾森認(rèn)為，正是由于Cluster衛(wèi)星的存在，才使得科學(xué)家們的觀測(cè)精確度大大提高，目前來(lái)說(shuō)，氧離子之所以可以如此快地加速?zèng)_出大氣層的幾個(gè)直接原因已經(jīng)最終確定，而地球磁場(chǎng)的作用則是其中最重要的一條原因。