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地球磁場削減 或將成為​​下一個火星

  NASA近日公佈火星大氣層逃逸太空的原因,是因為缺少磁場保護,太陽風等作用摧毀造成的。然而我們所生活的地球目前的磁場也正在緩慢可見的速度減弱,如若放任下去,未必不會成為第二個火星,但是悲哀的是,至今為止我們未發現第二顆適宜人類居住的星球。近日,美國宇航局召開了新聞發布會,公佈了火星大氣與揮發分演化探測器(MAVEN)的最新調查發現。他們指出火星在形成後不久就擁有厚厚的大氣層,主要成分為二氧化碳,但是由於缺少磁場的保護,強大的太陽風摧毀了火星大氣,造成火星大氣幾乎全部逃逸到太空中。

  這一過程發生了5億年之久,在37億至42億年前,火星大氣逃逸造成這顆非常有潛力的太​​陽系天體變成貧瘠的星球。值得注意的是,37億年前地球上的生命已經出現,並且進入了快速演化階段,那麼火星是否也擁有微生物呢,這是NASA目前正在調查的疑問。

  MAVEN探測器是NASA專門調查火星的軌道飛船,造價超過6億美元,2013年11月升空,2014年進入火星軌道。到目前為止,已經運行近一年的時間,收集到大量火星大氣的數據。MAVEN探測器的任務是尋找火星大氣的失踪之謎,目前,這個調查任務已經完成大部分,但NASA還賦予了該探測器延伸任務,即尋找火星上的液態水來源和大氣中二氧化碳的消失之謎。可以認為火星大氣的失踪與火星液態水環境有著非常​​大的關聯,如果火星能夠保持大氣層,那么生命就有望在火星上出現並且演化。

  火星大氣被太陽風摧毀?

  火星大氣經過數億年的劇變後徹底改變了這顆紅色的星球,MAVEN的探測數據發現火星曾經存在的大氣層能夠保持一定的大氣壓力。表面溫度可維持在20至30攝氏度,相當於地球上當前的適宜溫度,滿足液態水存在的條件。但是在42億年前左右,火星經歷了一次劇變,罪魁禍首來自太陽。探測器上的星載儀器發現太陽風至今仍然影響著火星,即便火星大氣已經非常稀薄,但摧毀的過程仍然在持續中。2015年3月,NASA太陽動力學天文台記錄到一次強烈的日冕物質拋射事件,地球高緯度地區出現了大面積極光現象,而火星的大氣也受到重創。

  在太陽風的侵蝕下,火星大氣的丟失速度為每秒100克,這是MAVEN探測器近1年的監視成果。當日冕物質拋射進一步發生時,這一過程還會加劇,可以達到3000克之多,雖然火星的地殼中仍然殘留著一點磁場,但這點防護能力完全擋不住太陽風的摧殘。NASA科學家還注意到,在42億年前,太陽處於剛剛誕生時的年輕時期,恆星風比目前還要強大,大量高能粒子流沖擊著火星本來就脆弱的磁場,大氣一點一點地逃逸。經過大約5億年前的時間,火星大氣基本被摧毀了。這一切的根源在於火星全球性磁場的消失,目前,火星磁場為何消失,原因還不明朗。

  火星是否有生命?

  對生命而言,擁有優良的行星磁場對生命而言是非常重要的,高能粒子在磁場的作用下會發生偏轉,對地球上的生命起到了保護作用。這使得37億至45億年前的地球早期生命有了很好的保護傘,免受年輕太陽的強盛太陽風侵襲,然而火星的磁場卻因為某種原因開始逐漸消失,這就導致這兩顆太陽系中最相似的類地行星命運發生了轉折,它們從那時開始,演化軌跡出現了分叉,可以說這兩兄弟分道揚鑣了。

  火星表面環境直接暴露在強烈太陽風打擊之下,太陽釋放的帶正電質子流、X射線等對生命的威脅極大。尤其是火星赤道附近,高能粒子流可垂直穿透大氣,如果地球生命暴露在這樣的環境中,遺傳序列會被打斷,繁衍也就成了問題。以地球周圍的粒子環境為例,赤道附近的粒子流速度為每秒400公里左右,人造衛星在遇到空間遭難氣候時需要規避,以免發生毀滅性的後果。

  根據NASA數輛火星漫遊者的數據,火星在37億年前存在液態水環境,而且還擁有海洋。火星海洋在北半球分佈較多,因為這裡的地勢比較低,深的地方能夠達到千米以上。同一時期,地球上也演化出了全球性的海洋。這就出現了一個很有趣的現象,太陽系內兩顆挨得很近的類地行星同時擁有全球性的海洋,這個畫面實在太美。於是有研究指出,火星當時也有生命存在,既然同一時期地球擁有液態水和生命,那麼火星也應該擁有。這個觀點已經處於調查之中,NASA好奇號正在火星尋找生命的證據。

  在過去200年內,科學家發現地球磁場正在被削弱。不過地球磁場比火星要堅挺很多,既然過去46億年內都沒有被摧毀,那麼地磁圈還是能夠撐住一段時間。

  地球未來的命運如何?

  既然太陽為生命提供了能量,也能摧毀生命。火星之所以變成目前的模樣,主要線索從全球性磁場逐漸消失開始。之後火星失去了大氣保護,導致海洋逐漸蒸發,即便存在生命,也會逐漸滅絕。在本次NASA的發布消息中,科學家也指出,地球的磁場也面臨同樣的問題,在過去200年內,科學家發現地球磁場正在被削弱。不過地球磁場比火星要堅挺很多,既然過去46億年內都沒有被摧毀,那麼地磁圈還是能夠撐住一段時間。

  磁場的減弱,最終導致地球的命運將與火星一樣,磁場防護的逐漸丟失會加速大氣的逃逸,一切劇變就從這裡開始,或許在地球變得不宜居住時,我們能夠找到下一個宜居的星球,在此之前,我們應該採取措施保護好我們的地球。

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