科学家首次发现地球有个双极电场，能抬高电离层并产生超音速极风

大家都知道地球有磁场、重力场，却很少会有人想到它也有电场。

早在1968 年的时候，就有科学家观察到了有神秘的粒子流从地球南北极上空的大气层流入太空，当时的科学家们发现飞越地球两极的航天器上面的仪器探测到了一股从地球大气层以超音速流向太空的粒子流，并将其称为“极风”，而且这些粒子流很冷，没有被赋予能量加热的迹象。

对于它的成因，科学家们进行了很多猜测，其中被普遍认同的一种观点就是地球周围可能存在双极电场，推动了这些粒子流逃逸到太空中。

但是要证实这个双极电厂的存在却并不容易，这种假说提出至今有50多年了，但科学家们才刚刚证实了地球双极电场的存在。

据最新一期《自然》杂志的文章显示，一个国际科研团队借助美国国家航空航天局“耐力”号火箭任务数据首次成功测量了整个地球的电场，从而发现了这个双极电场的存在，并量化了其强度，揭示了它在驱动大气逃逸和更广泛地塑造地球电离层（上层大气层）方面的作用。

通过这次任务监测的数据，科学家们发现从海平面以上大约 250 公里的高度开始，在被称为电离层的大气层中，极端紫外线和太阳辐射会电离大气中的原子，破坏带负电荷的电子，将原子变成带正电荷的离子。

其中较轻的电子会试图飞向太空，而较重的离子则会试图沉向地面，这就造成了电荷势差，但整体上会努力保持电荷中性，从而在电子和离子之间形成电场，将它们拴在一起。

这种向上和向下的电荷势差就是所谓的双极电场，它是双向作用的，离子提供向下的拉力，电子提供向上的拉力。于是造成了大气层膨胀，观测数据显示这种电场将地球电离层的标准高度提高了271%，或者说它是大气电离层的理论高度的2.71倍。

因此在这些地区的电离层的顶端，大气仍能维持较高的粒子密度，这就给这里的粒子逃逸创造了条件，增加的高度可以让一些氢离子逃逸到太空中，就形成了极风。

数据还显示在海平面以上约518公里高度范围内，电势变化仅为0.55伏特，只相当于一块纽扣电池的电压，然而这个电压又刚好可以解释极风的速度和能量，由于逃逸的大多是氢粒子，这个微弱的电压足以让它抵消重力，其在双极电场的推动下，逃逸力是重力的10.6倍，因此蒙以超音速向上进入太空。

通过对双极电场的分析研究，科学家们认为该电场与地球重力和磁场一样重要，也是与重力和磁场并列的地球基本能量场，并且推测双极电场可能一直塑造着地球大气层的演变。

其实，凡是单一存在的物体，基本都有自己的电场，地球是一颗有着高达60万亿亿吨物质的天体，而且一直运行在太阳发出的恒星风中，所以地球肯定是有电场的，只是它对地球环境的影响较小，科学家们先前对它的研究较少，所以深们才对它不太熟悉。

由于地球的双极电场是由大气内部动力学产生的，那么像地球一样有大气的金星和木星等行星上也很可能存在类似的电场，这方面的秘密还有待进一步探索。

消息《科技日报》9月2日报道《科学家首次证实地球存在双极电场》

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