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回顾:地球愤怒了?地球向太空发射巨大光柱,到底是什么情况?

2024-07-24科学

然而在1989年的时候,这种现象得到了来自亚特兰蒂斯号航天飞机的确认,在该航天飞机器拍摄的一份黑白影像之中,清楚地记录到了在地球的上空出现了一道短暂的闪束,看上去就像是地球在向太空发射巨大光柱一样。由于这种光柱是以蓝色为主,因此人们后来就将其称为「蓝色喷流」。

(↑亚特兰蒂斯号拍摄到的「蓝色喷流」)

在接下来的日子里,人们又利用多种手段,如地面观测、飞机航拍等,多次拍摄到「蓝色喷流」出现时的场景,那么,这到底是什么情况呢?

(↑飞机上拍摄到的「蓝色喷流」)

有人戏称,这可能是地球愤怒了,它在以这样的方式宣泄心中的怒火。当然了,这只是一种不切实际的想象,毕竟据我们所知,地球本身是没有情绪可言的。

实际上,在多次发现了「蓝色喷流」之后,科学家们也对其展开了研究,不过由于这种现象持续时间极短,通常都只有几十到几百毫秒,并且其出现的位置是在中高层大气,很难对其进行系统且全面地观测,因此相关的研究迟迟没有太大的进展。

为了更深入地对其进行研究,在2018年的时候,科学家设计了一台名为「大气-空间相互作用监测仪」的观测装置,并将其安装在国际空间站之上,该装置配有高速相机、光度计、X射线/伽马射线探测器等设备,可以对地球上空进行长时间地持续监测和记录。

经过了1年多的等待之后,「大气-空间相互作用监测仪」终于成功地拍摄到了「蓝色喷流」的影像,这段影像是在太平洋中部的上空拍摄到的,从中可以看到,地球上空的云层在经过多次闪光之后,突然向太空发射了一个巨大的蓝色光柱,整个过程持续了大约400毫秒。

(↑上图为放慢了之后的影像)

由于准备充分,此次观测记录到了「蓝色喷流」出现时的详细的数据,科学家在对其进行仔细研究后,给出了一个合理的推测,即:「蓝色喷流」应该就是一种中高层大气的特殊放电现象引发的。具体是怎么回事呢?我们接着看。

我们知道,自然界中的闪电其实就是一种放电现象。关于闪电的产生原理的理论有很多,一般认为,当云层中含有大量的冰晶、过冷水滴,并且其中还存在着在垂直方向的强烈对流时,冰晶和过冷水滴就会发生频繁的摩擦和碰撞,这会使云层中不同的微粒带有不同的电荷。

在此过程中,由于重力和上升气流的作用,较轻的带正电的微粒就会集中到云层的顶部,而较重的带负电的微粒则会向云层的底部汇聚,如此一来,就会造成云层的顶部带正电,底部带负电,而当它们之间的电场强度足够大时,便会产生放电现象,这种云层内部的放电现象,也被称为「云闪」。

而在有些时候,如果云层底部的电荷足够多,就会在地面上感应出较强的相反电荷,并最终击穿空气产生下行的闪电,这也被称为「地闪」。

同样的道理,假如云层顶部的电荷足够多,也会在更高层的大气——电离层中感应出较强的相反电荷,当它们之间的电场强度足够大时,也会击穿空气,进而产生上行的闪电,为了方便描述,我们不妨将其称为「天闪」。

科学家推测,「蓝色喷流」应该就是「天闪」造成的,当这种现象发生时,会激发电离层下部区域中的自由电子,然后与周围的中性氮发生猛烈撞击并呈圆锥形向外扩散,由于此过程会释放出大量的可见光,因此这看上去就像是地球在向太空发射巨大光柱一样,而其蓝色则是来自于中性氮的发射光谱。

当然了,这也只是一种合理的推测,就目前的情况来看,「蓝色喷流」的形成机制目前还没有完全明确,期待在未来的研究中,科学家能够给出确定的答案。