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地磁暴活动趋于减弱,你知道地球的保护罩——磁层吗?

中国科学技术馆

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2024-03-26 16:22:02

针对24日到26日发生的地磁暴现象,中国气象局国家卫星气象中心的专家分析,峰值已出现在25日凌晨。今天(26日),地磁暴活动开始逐渐减弱,虽然对低轨卫星和通信有所影响,但影响强度和范围都微乎其微。

在这股地磁力量的冲击下,你是否了解过我们地球的保护罩——磁层呢?它是如何默默守护着我们的家园,抵御来自宇宙的威胁呢?让我们一起来读一读今天的科学故事吧!

极光(图片来源:网络)

太阳是个脾气暴躁的大火球,总是向宇宙中乱“扔”东西,这些东西包括由电子和质子等带电粒子组成的等离子。它们又热又快,有着很大的杀伤力,而太阳几乎一直向外界发射物质,影响着宇宙空间。

但幸运的是,我们的地球身穿“铠甲”,能够抵御得住这些东西的袭击,那就是磁层——由流动的地球外核形成的强大磁场。

为什么地球会有磁层呢?或者说,地球的磁层如何产生呢?在地球深处,有着由铁、镍等金属元素组成的熔融液体。当地球旋转时,地核会产生电流,电可以生磁,因而产生了磁场。当来自太阳的等离子体高速向地球冲来时,就像两个相互排斥的磁铁,地球磁层把它们拒之门外。但也会有一小部分等离子体从地球的两极趁虚而入,与大气层相互作用,形成我们见到的美丽极光。

说到这里,你可能会好奇,既然地球磁场能挡住太阳扔出来的东西,那么为什么光能进来呢?光也是从太阳发射出来的,不是吗?磁场能挡住的是带电粒子,而光不是带电粒子,所以,光通过了地球磁场的考验。

不过,地球的磁场也是不稳定的。随着时间的流逝,地球磁场会改变方向,甚至,南北极还会互换位置,为什么会出现这样的“反转”呢?目前还没有明确答案,但地球磁场的南北极的确会每几十万年互换一次。虽然磁极方向的改变,似乎对人类生活没什么太大影响,但是,在两极互换期间,地球磁场可能会变弱甚至消失一小段时间。失去了地磁场的保护,地球很可能就熬不过太阳微粒辐射的侵袭。

本质上,所有的太阳活动也都与磁有关,因为任何运动的电荷都可以产生磁场,而太阳就是一个巨大的运动电荷集合体,它的温度极高,带电粒子以极快的速度流动着。太阳黑子就是我们能观察到的磁力现象之一,黑子是太阳表面磁场高度聚集的区域,黑子引发的爆炸是太阳耀斑,太阳耀斑的威力非常大,最小也相当于一个原子弹的杀伤力。除了这些,当太阳表面发生爆炸时,还可能引起巨大的风暴,从日冕中以极高的速度抛射出大量磁化物质,这个过程被称为日冕物质抛射,当日冕物质抛射掠过地球时,可能会扰动地球磁层,引发地磁暴。

1989年的冬天,一场地磁暴发生在加拿大魁北克地区,地磁暴摧毁了当地的电力系统,好在电力在一天内就恢复了,不然,很难想象当地的人们该如何挨过没有供电的冬日。

历史上最严重的磁暴之一,发生在1859年,被称为卡灵顿事件。那一年,英国天文学家卡灵顿用太阳望远镜观察到了一个特别大的太阳黑子群,而且黑子群里出现了两个非常亮的地方,几天后,英国天文台检测到了强烈的地磁场活动,与此同时,很多人也纷纷报告说机器会无缘无故地闪火花,而南边的天空,也出现了罕见的极光。

地磁暴会对电力产生很大的影响,如果发生在现代,其后果是不堪设想的,因为现代生活对电力有着巨大的依赖性,如果地磁暴来临,那么,地球上一切有关电的活动都将会按下暂停键。


特别声明:本文为人民日报新媒体平台“人民号”作者上传并发布,仅代表作者观点。人民日报提供信息发布平台。

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