美麗背後暗藏殺機,研究發現極光會消耗臭氧

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 22 日 16:49 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


極光是太陽帶電粒子與大氣原子碰撞後產生的一種強大發光現象,但科學家發現,極光美麗的背後可能是臭氧殺手。

來自太陽的高能帶電粒子在撞向地球時,會被地球磁場導引至高緯度兩極地區困住、並與高層大氣中的原子相互作用,當後者吸收了電子能量被激發至較高能態後為了恢復正常,會以光的形式輻射能量,這些光就是極光。

前陣子,科學家還證實了太陽高能粒子被如何拉向兩極的確切機制,為電子沿著阿爾文波(Alfven wave,也稱剪切阿爾文波)進入大氣層,並在阿爾文波的電場作用下經歷「共振加速」,將粒子加速到每小時達 7,200 萬公里速度與大氣分子碰撞以產生極光。

這些現象強大美麗而吸引人,然而日本名古屋大學團隊觀察發現,極光也是臭氧層消耗的原因之一,且可能對氣候造成一定影響。

2017 年時,Yoshizumi Miyoshi 教授領導的團隊分析了一種稱為脈動極光(PsA)的微弱極光,電漿粒子探測器荒瀨號(Arase)數據表明,這些電子具有很寬的能量範圍(從幾 keV 到 MeV),並會因合唱波(chorus waves)而向下「沉澱」至臭氧層位置,當這些電子撞擊臭氧層分子時就會立即消耗局部臭氧(超過 10%)。

由於 PsA 幾乎每天都會發生,能持續數小時,因此這些事件造成的臭氧消耗可能比想像中還嚴重,需要進一步的統計研究來確認有多少臭氧被消耗了。

新論文發表在《科學報告》(Scientific Reports)期刊。

(首圖來源:pixabay

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