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人類所以能安然發展到今天,必須對臭氧層表示感謝

球是人類的家園,也是人類的母親,它在運用各種手段保護生命。比如,人類所以能在上百萬年的時間裡安然發展到今天,必須對臭氧層表示感謝,因為臭氧層擔任了攔截過量紫外線的職責,它是地球的一個盾牌,專攔紫外線。但地球還有個無形盾——地球磁場,它擔當了攔截太陽風的重任。如果沒有這兩種防護盾的保護,陽光和太陽風都會變成生命殺手。

這裡單講下地球磁場。地球磁層位於距大氣層頂600~1000公里高處,磁層的外邊界叫磁層頂,離地面5~7萬公里。

由於太陽風中的氣團成分主要是帶電等離子體,並以極快的速度從太陽表面闖入太空,這種高溫高速低密度的粒子流主要成分是電離氫和電離氦,是一種等離子體,所以它有磁場。二者相遇時,太陽風磁場會對地球磁場施加作用,好像要把地球磁場從地球上吹走似的。儘管這樣,地球磁場仍有效地阻止了太陽風長驅直入。在地球磁場的反抗下,太陽風繞過地球磁場繼續向前運動,於是形成了一個被太陽風包圍的、彗星狀的地球磁場區域,這就是磁層。我們一直被地球無形盾保護,但還沒遇到太陽發威的時候在太陽風磁場的壓縮下,地球磁力線會向背著太陽一面的空間延伸得很遠,形成一條長長的尾巴,這就是磁尾。在赤道附近,有一個特殊地球磁場 的界面,在界面兩邊,磁力線突然改變了方向,向著兩極去了,此界面稱為中性片。中性片上的磁場強度微乎其微,厚度大約有1000公里。中性片將磁尾部分成兩部分:北面的磁力線向著地球,南面的磁力線離開地球。

當太陽表面活動劇烈時,吹向地球的高能粒子會增多,並且快速地沿磁力線向地球極區沉降,於是便出現了千姿百態、絢麗多彩的極光。由於太陽風以高速接近地球磁場的邊緣,遇到地球磁場後便形成了一個無碰撞的地球弓形激波的波陣面,這樣就有效地防止了太陽風粒子流襲擊地表附近的各種生命體。

但地球磁場能完全防護各種級別的太陽風嗎?不是的!特彆強的太陽風還是能影響到地球,2005年1月20日下午3點左右,太陽發生一次X7.9級的太陽風暴,雖然此次風暴還不算大,但受此次太陽風暴的影響,我國境內通信、廣播、測量等系統的短波無線電信號立即遭受強烈的電離層吸收而中斷,其中北京地區信號中斷一個多小時。

另外,太陽風暴對地球的另一個重要影響是會導致磁暴的發生,從而對人類的供電系統產生影響。1989年3月13日,在太陽活動22周峰年期間的強磁暴曾使加拿大魁北克的電網受到嚴重衝擊,致使魁北克地區供電系統癱瘓,600多萬人在無電的冬天度過了9個小時;不僅如此,這次強磁暴同時還燒毀了美國新澤西州一座核電站的巨型變電器,另外還有大量輸電線路、變壓器、靜止補償器等電網設備跳閘或損壞。

這是因為在大規模的太陽風暴爆發之後,有一部分太陽風能突破磁層進入地球大氣層,這些帶電粒子會到處遊盪,進而破壞一些東西。據美國航天局的觀察,在2012年7月23日,有一場超級太陽風暴差點「命中」地球,其威力「足以把現代文明打回18世紀」,這是過去150多年裡威力最大的一次太陽風暴。「如果它命中地球的話,我們可能現在還在收拾殘局」,研究人員說:「這場太陽風暴只要提早一周發生,地球可能就被擊中了。」幸運的是,那場太陽風暴只是從地球軌道上穿過,只擊中了美國航天局一顆太陽觀測衛星。


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