自從1666年艾薩克·牛頓被蘋果砸中以來，科學家們一直在努力理解塑造我們星球的力量。
盡管地球的重力和磁場應該是相對熟悉的，但科學家們現在表示，他們發現了第三種「同樣基礎」的場。
NASA的研究人員首次找到了圍繞地球的微妙、幾乎不可檢測的電場的證據。
這種「雙極電場」可能是負責從地球兩極不斷噴射出的超音速粒子神秘風的原因。
更重要的是，研究人員聲稱這一發現甚至可以幫助解釋為什麽生命在地球上形成，而不是在其他地方。
在1960年代，隨著第一批航天器開始繞地球飛行，航天機構註意到兩極上出現了奇怪的現象。
當航天器飛過上空時，會遭遇來自大氣層的突然超音速帶電粒子的沖擊風。
盡管科學家們已經知道這些「極地風」的存在超過50年，但至今無人能夠解釋其成因。
一些粒子可能只是被未經過濾的陽光加熱，並像沸水中的蒸汽一樣逃逸。
但其他粒子則更為神秘，科學家發現有一種恒定流動的氫離子，盡管以超音速運動，卻完全冷卻。
主作者、NASA戈達德太空飛行中心的格林·哥連森博士表示：「一定有某種力量將這些粒子從大氣中抽出。」
研究人員假設，這些粒子可能被位於地表150英裏（約250公裏）處的全球電荷拉出大氣層。
在這個高度，我們大氣中的原子開始分解成帶負電的電子和帶正電的離子。
由於離子的質素是電子的1836倍，它們在重力的影響下應該向地球下沈。
但由於它們帶有相反的電荷，電子和離子被一個電場束縛在一起，這個電場向兩個方向拉動——因此得名「雙極」。
就像狗在拉著牽引繩一樣，電子拖動離子向上，抵抗重力，將它們擡出大氣層。
然而，直到最近，測量這個電場的技術根本不存在。
自2016年起，研究人員開始開發一種火箭，能夠測量他們認為是數百英裏範圍內非常小的電壓差。
這 culminated in NASA的「耐力號」任務，該任務從挪威斯瓦爾巴特群島的偏遠地區發射——距離北極僅幾百英裏。
研究人員需要前往這個遙遠的島嶼，因為這是世界上唯一可以檢測到雙極電場的地方。
在兩極附近，地球的磁場產生「開放磁場線」，這些磁場線向太空發射，而不是形成閉合的環路。
合著者、英國萊斯特大學的空間物理學家蘇珊·印伯教授告訴【每日郵報】：「這個場是由電子產生的，它們有一定的熱壓，使它們可以沿著開放的磁場線上升到更高的高度。」
「電子與磁場相關，因此這種現象僅在兩極可檢測，因為高磁緯度是場線從地表伸向太空的地方。」
這一點更具挑戰性，因為這些場線並不固定，而是不斷移動。
印伯教授表示：「如果你搞錯了，錯過了發射時機，那就是個災難——你只能進行一次實驗。」
盡管場線在移動，且有暴風雪天氣，團隊還是在2022年5月11日成功發射了他們的火箭進行亞軌域飛行。
「耐力號」以厄尼斯特·沙克爾頓的極地探險命名，飛至477.23英裏（768.03公裏）的高度，19分鐘後在格林蘭海濺落。
在耐力號收集數據的322英裏（518公裏）高度範圍內，它發現電荷電位僅為0.55伏特。
哥連森博士表示：「半伏特幾乎微不足道——相當於一個手表電池的強度，但這正是解釋極地風所需的量。」
盡管這一力量非常微小，但研究人員相信，覆蓋如此廣泛的區域使得它能夠使電離層的高度提升271%。
哥連森博士說：「這就像傳送帶，將大氣擡升到太空中。」
由於這個電場剛剛被發現，研究人員仍不確定它對地球發展的影響，但後果可能是巨大的。
有重要提示表明，這可能是地球仍然擁有水的部份原因，而像金星和火星這樣的行星卻幹涸了。
2016年，歐洲航天局的金星快車任務發現金星的電離層在整個行星上產生10伏特的電位。
隨著強烈陽光將帶正電的氧離子從水中的氫中分離，這種電荷可能像一個行星級的真空吸塵器一樣將它們吸入太空。
隨著時間的推移，這一過程可能將金星的水全部抽入太空，留下如今我們所見的荒涼廢土。
由於地球的雙極電場要弱得多，這可能是決定一個行星長期是否適宜居住的一系列因素之一。
哥連森博士表示：「任何有大氣的行星都應該有一個雙極電場。」
「現在我們終於測量到了它，我們可以開始了解它如何在時間上塑造我們的星球以及其他星球。」
