我们的安静守护者,我们的警惕保护者。
地球磁场是我们最伟大的先锋,它保护我们对抗进来的危险太阳辐射。放任不管,会造成我们的世界(地球)几乎不可能有生命的存在。
而且现在一项在地球和行星科学通讯(Earth and Planetary Science Letters)发表的新研究认为一些事情非常值得注意:没有月球的帮忙,我们地球的磁场是不能维持的。对于科学家如何不只是审视行星的行成,而且如何寻找在宇宙其他地方的生命,是有很大的含意。
来自法国布莱兹帕斯卡大学(Université Blaise Pascal )Denis Andrault领导的小组研究员写道:"在这样的设想情况下…在地球上定居,好像需要一个大型卫星的存在。"
地球磁场的物理学不是完全地被理解,但它几乎确实是在地球核心层外部范围内所产生,那里含有酷热的液态金属铁和镍。热从深处向上逃窜到表面,形成在核心外部范围内的周期性热对流,而且这个磁性物质的移动产生了一个强有力的磁场,磁场延伸远超过地球的表面。
当来自太阳的带电荷粒子朝我们行进,一个被称为”太阳风(solar wind)”的现象,我们的磁场会使这些粒子转向,阻止它们对我们大气层巧取。没有大气层,这些粒子会轰炸地球表面,如果可能的话,造成生命更不可能存在。
地球磁场是地表可能有生命的众多理由之一
然而,如同这项研究揭露,有一个隐藏的不利因素。为了要在核心外部对流,需要一个从核心内部到核心外部,并且从核心外部到覆盖层的大温差;半熔化层组成地球体积约百分之84。如果没有较大的温差,将不会有效率高的对流,并且将不会有磁场。
传统的模型说明,为了要有效率高的对流,地球核心需要被非常缓慢地冷却,从摄氏6,800度(华氏12,272度)到摄氏3,800度(华氏6,872度)。经由实验研究、数学模式,以及关于地球内部目前情况长期吹捧的争议,在小心详查之后,作者结论出地球的深处只被冷却约摄氏300度(华氏572度),从它在45.4亿年前激烈的诞生以来。这暗示着地球磁场不是由传统的对流所产生的。
所以,它(地球磁场)是从哪里来?结果发现,我们的月球可能是我们最安静的守护者。虽然它是软弱无力的,它对地球的引力不仅是造成地表潮汐产生的原因,而且借由机械式地"搅动“着它(地球)的液体成分,深入核心外部之间。
这个潮汐机制已经被观察到在木星的木卫一(Io)卫星和土星的土卫二(Enceladus)卫星所造成的强大的火山作用。在地球,月球的引力远低于强大的,但仍然设法在核心外部之间产生大约一兆瓦的能量。
新的模型:随着时间过去,对流作用从被热所驱动,改变成被月球的潮汐力所驱动。
这足以机械式地强制在核心外部有效地对流,意味着我们的月球对金属的液态核心起作用,可能是维持我们磁场的原因。没有它,我们不会存在。Andrault说:“我们发现,这个月球的可能影响已经在大约50年前被提出。然而,从那之后,没有人争论这个作用可能有重要性。”
在火星上磁场难以理解的不足,也许是复杂生命无法在这红色行星演化的原因之一。如同这项研究所建议,它没有合适的月球在注视着。
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