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回顧:地球憤怒了?地球向太空發射巨大光柱,到底是什麽情況?

2024-07-24科學

然而在1989年的時候,這種現象得到了來自亞特蘭蒂斯號太空梭的確認,在該太空梭器拍攝的一份黑白影像之中,清楚地記錄到了在地球的上空出現了一道短暫的閃束,看上去就像是地球在向太空發射巨大光柱一樣。由於這種光柱是以藍色為主,因此人們後來就將其稱為「藍色噴流」。

(↑亞特蘭蒂斯號拍攝到的「藍色噴流」)

在接下來的日子裏,人們又利用多種手段,如地面觀測、飛機航拍等,多次拍攝到「藍色噴流」出現時的場景,那麽,這到底是什麽情況呢?

(↑飛機上拍攝到的「藍色噴流」)

有人戲稱,這可能是地球憤怒了,它在以這樣的方式宣泄心中的怒火。當然了,這只是一種不切實際的想象,畢竟據我們所知,地球本身是沒有情緒可言的。

實際上,在多次發現了「藍色噴流」之後,科學家們也對其展開了研究,不過由於這種現象持續時間極短,通常都只有幾十到幾百毫秒,並且其出現的位置是在中高層大氣,很難對其進行系統且全面地觀測,因此相關的研究遲遲沒有太大的進展。

為了更深入地對其進行研究,在2018年的時候,科學家設計了一台名為「大氣-空間交互作用監測儀」的觀測裝置,並將其安裝在國際太空站之上,該裝置配有高速相機、光度計、X射線/Gamma射線探測器等裝置,可以對地球上空進行長時間地持續監測和記錄。

經過了1年多的等待之後,「大氣-空間交互作用監測儀」終於成功地拍攝到了「藍色噴流」的影像,這段影像是在太平洋中部的上空拍攝到的,從中可以看到,地球上空的雲層在經過多次閃光之後,突然向太空發射了一個巨大的藍色光柱,整個過程持續了大約400毫秒。

(↑上圖為放慢了之後的影像)

由於準備充分,此次觀測記錄到了「藍色噴流」出現時的詳細的數據,科學家在對其進行仔細研究後,給出了一個合理的推測,即:「藍色噴流」應該就是一種中高層大氣的特殊放電現象引發的。具體是怎麽回事呢?我們接著看。

我們知道,自然界中的閃電其實就是一種放電現象。關於閃電的產生原理的理論有很多,一般認為,當雲層中含有大量的冰晶、過冷水滴,並且其中還存在著在垂直方向的強烈對流時,冰晶和過冷水滴就會發生頻繁的摩擦和碰撞,這會使雲層中不同的微粒帶有不同的電荷。

在此過程中,由於重力和上升氣流的作用,較輕的帶正電的微粒就會集中到雲層的頂部,而較重的帶負電的微粒則會向雲層的底部匯聚,如此一來,就會造成雲層的頂部帶正電,底部帶負電,而當它們之間的電場強度足夠大時,便會產生放電現象,這種雲層內部的放電現象,也被稱為「雲閃」。

而在有些時候,如果雲層底部的電荷足夠多,就會在地面上感應出較強的相反電荷,並最終擊穿空氣產生下行的閃電,這也被稱為「地閃」。

同樣的道理,假如雲層頂部的電荷足夠多,也會在更高層的大氣——游離層中感應出較強的相反電荷,當它們之間的電場強度足夠大時,也會擊穿空氣,進而產生上行的閃電,為了方便描述,我們不妨將其稱為「天閃」。

科學家推測,「藍色噴流」應該就是「天閃」造成的,當這種現象發生時,會激發游離層下部區域中的自由電子,然後與周圍的中性氮發生猛烈撞擊並呈圓錐形向外擴散,由於此過程會釋放出大量的可見光,因此這看上去就像是地球在向太空發射巨大光柱一樣,而其藍色則是來自於中性氮的發射光譜。

當然了,這也只是一種合理的推測,就目前的情況來看,「藍色噴流」的形成機制目前還沒有完全明確,期待在未來的研究中,科學家能夠給出確定的答案。