利用地面激光發(fā)射裝置測量地球磁場

http://geology.com

朱建東，編譯.劉源駿，校.

一般來說，人們在尋找油氣田、追蹤颶風(fēng)運行軌跡或者探測地球深部結(jié)構(gòu)等工作時，都需要通過接收人造衛(wèi)星的數(shù)據(jù)信號來測量地球的磁場，這需要支付高額的費用。

美國加利福尼亞大學(xué)的物理學(xué)家巴克爾(Budker)教授最近提出一種相對經(jīng)濟的測量方式——利用地面式激光發(fā)射儀來測量地球磁場。

其工作原理:在地表以上約90 km的高空有一層呈高電離態(tài)的鈉原子層(厚度約10 km)?？蒲腥藛T通過車載激光裝置(圖中右車)，向鈉原子層發(fā)射高能激光束，在高能激光束的激發(fā)下，高空鈉原子層所發(fā)出的共振熒光被地面另一車載接收裝置(圖中左車)捕獲?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，當(dāng)車載激光的頻率等于鈉原子的自旋頻率時，鈉原子層所發(fā)出的共振熒光強度將達到最大值。同時由于本地的地球磁場強度與高空鈉原子的自旋頻率存在著某種函數(shù)關(guān)系，因此通過調(diào)節(jié)車載激光的發(fā)射頻率就可以間接地測量出本地的地球磁場強度。

科研人員同時還發(fā)現(xiàn)，通過地面式激光發(fā)射儀來測量地球磁場可以避免接收人造衛(wèi)星信號所帶來的幾個負(fù)面影響。眾所周知，人造衛(wèi)星在高空中是以極高的速度運行的，因此難以捕捉到某一地點地球磁場強度的細微變化，同時衛(wèi)星傳回的數(shù)據(jù)所對應(yīng)的測量點與實際觀測點之間，總會存在一定的誤差。人造衛(wèi)星上所搭載的電子儀器往往是金屬制品，這對于地球磁場強度的測量也會有一定的影響。

而這種地面式遙測系統(tǒng)可以讓人們在任何時間、任何地點對地球磁場進行測量，從而擺脫了對于人造衛(wèi)星傳輸信號時間和空間的依賴性。