科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣
據(jù)最新一期《自然》雜志報(bào)道，借助美國(guó)國(guó)家航空航天局“耐力”號(hào)火箭任務(wù)數(shù)據(jù)，一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)首次成功測(cè)量了整個(gè)地球的電場(chǎng)，該電場(chǎng)被認(rèn)為與地球重力和磁場(chǎng)一樣重要。
這種電場(chǎng)被稱為雙極電場(chǎng)?？茖W(xué)家早在60多年前就提出假設(shè)，認(rèn)為它驅(qū)動(dòng)著地球大氣層從地球南北極逃逸?！澳土Α碧?hào)任務(wù)數(shù)據(jù)證實(shí)了雙極電場(chǎng)的存在，并量化了其強(qiáng)度，揭示了它在驅(qū)動(dòng)大氣逃逸和更廣泛地塑造地球電離層（上層大氣層）方面的作用。
了解地球大氣層的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和演變不僅為科學(xué)家提供了地球歷史線索，還能讓他們洞察其他行星奧秘，并判斷哪些行星可能適合生命存在。
自20世紀(jì)60年代末期以來(lái)，飛越地球兩極的航天器就探測(cè)到了一股從大氣層流向太空的粒子流。理論家將其稱為極風(fēng)，并認(rèn)為大氣層中的外流現(xiàn)象可能是強(qiáng)烈的、未經(jīng)過(guò)濾的陽(yáng)光使大氣中的一些粒子逃逸到太空中，就像水從鍋中蒸發(fā)成蒸汽一樣。
氫離子是極地風(fēng)中最豐富的粒子類(lèi)型，受到的向外力比重力強(qiáng)10.6倍。令人費(fèi)解的是，觀測(cè)到的極風(fēng)中的許多粒子都是冷的，沒(méi)有任何被加熱的跡象，但它們卻以超音速移動(dòng)?？茖W(xué)家懷疑，有某種力量將這些粒子從大氣層中“拉”出來(lái)，一個(gè)尚未被發(fā)現(xiàn)的電場(chǎng)可能在其中發(fā)揮作用。
“耐力”號(hào)收集的數(shù)據(jù)中，在約518公里高度范圍內(nèi)，電勢(shì)變化僅為0.55伏特。半伏特只相當(dāng)于一塊手表電池的電壓，但這個(gè)電壓剛好可以解釋極地風(fēng)。研究人員表示，半伏特足以抵消重力，讓粒子以超音速向上進(jìn)入太空。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，雙極電場(chǎng)將電離層的“標(biāo)高”提高了271%。這意味著在更高的高度上，電離層仍能維持較高的粒子密度。雙極電場(chǎng)就像一個(gè)“傳送帶”，將離子層“抬升”到更高位置。
雙極電場(chǎng)作為與重力和磁場(chǎng)并列的地球基本能量場(chǎng)，可能一直塑造著大氣層的演變。由于它是由大氣內(nèi)部動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生的，科學(xué)家預(yù)計(jì)，在其他行星（包括金星和火星）上也存在類(lèi)似電場(chǎng)。
