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        磁重聯(lián)現(xiàn)象或?qū)е陆鹦侨彼?/h1>
        2012-04-02 22:08:45
        地理教學(xué) 2012年13期
        關(guān)鍵詞:磁場大氣

        太陽風(fēng)一刻不停地猛烈吹拂著身邊的行星。地球、木星、土星、水星可以靠自身的磁場來抵御,自身沒磁場的金星怎么辦?最近一期出版的國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》刊登了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院張鐵龍教授等與多國科學(xué)家合作的成果:利用歐洲金星快車的磁場探測數(shù)據(jù),他們首次在金星的誘發(fā)磁層中發(fā)現(xiàn)了磁場重聯(lián)現(xiàn)象——這既幫助金星抵御住了太陽風(fēng)的侵襲,同時又加速了金星大氣的逃逸。

        太陽每時每刻往外噴射著高速帶電粒子流,俗稱“太陽風(fēng)”。太陽風(fēng)帶有磁場,當(dāng)它吹向行星時,會逼迫行星的磁力線向“背風(fēng)”面不斷延伸,當(dāng)這些磁力線被“逼”到極致時,會與太陽風(fēng)的磁力線一起在瞬間“崩斷”,并重新連接成兩條新的磁力線——一條帶著太陽風(fēng)的等離子體飛向浩淼的太空,另一條則如同拉滿的橡皮筋,縮向行星。這就是磁重聯(lián)現(xiàn)象。在地球上,后一條磁力線所攜帶的高能粒子“撞”進(jìn)南北兩極的大氣層,就是美麗的極光。

        盡管同處于高速流動的太陽風(fēng)中,金星卻沒有地球那樣的磁場,幫助它抵御太陽風(fēng)。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn),太陽風(fēng)所攜帶的巨大能量,在直接與金星大氣的接觸中,使金星大氣產(chǎn)生了電離層。同時,太陽風(fēng)所攜帶的磁場與這個電離層作用,在金星附近產(chǎn)生誘發(fā)磁層——它和地球的磁層一樣,也會與太陽風(fēng)的磁力線發(fā)生“重新連接”,從而抵御大部分太陽風(fēng)進(jìn)入金星。

        不過,磁重聯(lián)對金星來說,是一柄“雙刃劍”,在抵御太陽風(fēng)的同時,也可能加速了金星大氣的逃逸。這個誘發(fā)磁層相當(dāng)弱小,尺度不超過20個金星半徑——而地球的磁場尺度則達(dá)到上百個地球半徑。這意味著,當(dāng)太陽風(fēng)刮過金星,發(fā)生磁重聯(lián)時,一部分金星大氣會被磁力線重新連接時所釋放的能量加速,從而更快、更容易地逃走。

        據(jù)相關(guān)學(xué)者介紹,金星上大氣的逃逸,被認(rèn)為是造成金星上缺水而被富含二氧化碳的稠密大氣所籠罩,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的溫室效應(yīng)的原因。因此,該研究成果對揭示金星大氣的演化以及氣候變化具有重要意義,同時對地球氣候長期演化研究也有借鑒意義。

        審稿人認(rèn)為,該發(fā)現(xiàn)“有可能極大地改變我們對磁場重聯(lián)以及太陽風(fēng)與無內(nèi)稟磁場的行星或彗星相互作用的理解”。《自然》雜志網(wǎng)站在“新聞”欄目對該成果進(jìn)行了專門評述,認(rèn)為在沒有內(nèi)稟磁場的金星誘發(fā)磁層發(fā)現(xiàn)磁場重聯(lián),“意味著磁場重聯(lián)可能是行星磁層中的一種普遍現(xiàn)象”,“該發(fā)現(xiàn)意味著磁場重聯(lián)可能產(chǎn)生了金星上的極光,并可能使40億年前富含水份的金星大氣逃逸而演化成今天這樣的情況”。

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