自从1666年艾萨克·牛顿被苹果砸中以来，科学家们一直在努力理解塑造我们星球的力量。
尽管地球的引力和磁场应该是相对熟悉的，但科学家们现在表示，他们发现了第三种「同样基础」的场。
NASA的研究人员首次找到了围绕地球的微妙、几乎不可检测的电场的证据。
这种「双极电场」可能是负责从地球两极不断喷射出的超音速粒子神秘风的原因。
更重要的是，研究人员声称这一发现甚至可以帮助解释为什么生命在地球上形成，而不是在其他地方。
在1960年代，随着第一批航天器开始绕地球飞行，航天机构注意到两极上出现了奇怪的现象。
当航天器飞过上空时，会遭遇来自大气层的突然超音速带电粒子的冲击风。
尽管科学家们已经知道这些「极地风」的存在超过50年，但至今无人能够解释其成因。
一些粒子可能只是被未经过滤的阳光加热，并像沸水中的蒸汽一样逃逸。
但其他粒子则更为神秘，科学家发现有一种恒定流动的氢离子，尽管以超音速运动，却完全冷却。
主作者、NASA戈达德太空飞行中心的格林·科林森博士表示：「一定有某种力量将这些粒子从大气中抽出。」
研究人员假设，这些粒子可能被位于地表150英里（约250公里）处的全球电荷拉出大气层。
在这个高度，我们大气中的原子开始分解成带负电的电子和带正电的离子。
由于离子的质量是电子的1836倍，它们在重力的影响下应该向地球下沉。
但由于它们带有相反的电荷，电子和离子被一个电场束缚在一起，这个电场向两个方向拉动——因此得名「双极」。
就像狗在拉着牵引绳一样，电子拖动离子向上，抵抗重力，将它们抬出大气层。
然而，直到最近，测量这个电场的技术根本不存在。
自2016年起，研究人员开始开发一种火箭，能够测量他们认为是数百英里范围内非常小的电压差。
这 culminated in NASA的「耐力号」任务，该任务从挪威斯瓦尔巴特群岛的偏远地区发射——距离北极仅几百英里。
研究人员需要前往这个遥远的岛屿，因为这是世界上唯一可以检测到双极电场的地方。
在两极附近，地球的磁场产生「开放磁场线」，这些磁场线向太空发射，而不是形成闭合的环路。
合著者、英国莱斯特大学的空间物理学家苏珊·印伯教授告诉【每日邮报】：「这个场是由电子产生的，它们有一定的热压，使它们可以沿着开放的磁场线上升到更高的高度。」
「电子与磁场相关，因此这种现象仅在两极可检测，因为高磁纬度是场线从地表伸向太空的地方。」
这一点更具挑战性，因为这些场线并不固定，而是不断移动。
印伯教授表示：「如果你搞错了，错过了发射时机，那就是个灾难——你只能进行一次实验。」
尽管场线在移动，且有暴风雪天气，团队还是在2022年5月11日成功发射了他们的火箭进行亚轨道飞行。
「耐力号」以厄尼斯特·沙克尔顿的极地探险命名，飞至477.23英里（768.03公里）的高度，19分钟后在格林兰海溅落。
在耐力号收集数据的322英里（518公里）高度范围内，它发现电荷电位仅为0.55伏特。
科林森博士表示：「半伏特几乎微不足道——相当于一个手表电池的强度，但这正是解释极地风所需的量。」
尽管这一力量非常微小，但研究人员相信，覆盖如此广泛的区域使得它能够使电离层的高度提升271%。
科林森博士说：「这就像传送带，将大气抬升到太空中。」
由于这个电场刚刚被发现，研究人员仍不确定它对地球发展的影响，但后果可能是巨大的。
有重要提示表明，这可能是地球仍然拥有水的部分原因，而像金星和火星这样的行星却干涸了。
2016年，欧洲航天局的金星快车任务发现金星的电离层在整个行星上产生10伏特的电位。
随着强烈阳光将带正电的氧离子从水中的氢中分离，这种电荷可能像一个行星级的真空吸尘器一样将它们吸入太空。
随着时间的推移，这一过程可能将金星的水全部抽入太空，留下如今我们所见的荒凉废土。
由于地球的双极电场要弱得多，这可能是决定一个行星长期是否适宜居住的一系列因素之一。
科林森博士表示：「任何有大气的行星都应该有一个双极电场。」
「现在我们终于测量到了它，我们可以开始了解它如何在时间上塑造我们的星球以及其他星球。」
