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没有月球,地球磁场或将化为乌有
来源 : 科学之家   发布时间 : 2016-04-30 11:13

图片说明:月球一直在沉默地守护着地球上的生命。 图片来源:Gregory H. Revera/Wikimedia Commons;CC BY-SA 3.0

太阳辐射如果不受约束,地球上的任何生命都将不复存在,正是地球磁场作为最强大的后盾,保护我们免遭危险的太阳辐射。近日,法国克莱蒙费朗第二大学(Université Blaise Pascal)的Denis Andrault领导的研究小组在Earth and Planetary Science Letters上发表研究,称没有月球的协助,地球磁场将无法维持。这一研究结果将会对科学家们观察行星的形成以及寻找宇宙其他区域的生命带来巨大的影响。

迄今为止,人们还未理解透彻地球磁场的物理学知识,不过几乎可以肯定的是,地球磁场是在地球外核层内形成的,地球的外核层包含有炽热的液态金属铁和镍。热量从地球深处窜至表面,这个过程中会在外核层内形成循环性对流气流,而这种磁性材料的运动则会产生强大的磁场,扩散至地球表面乃至更远的区域。

来自太阳的带电粒子朝着地球而来(这种现象称为太阳风)时,地球磁场会使这些粒子转向,阻止其透过大气层,如若不然,这些带电粒子将会炮轰地球表面,地球生命或将不复存在。

图片说明:地球表面的生命为何能够安然无恙?地球磁场的存在是其中一个原因。 图片来源:Marc Ward/Shutterstock

此前的研究曾指出,为使地球外核区域形成对流,内核至外核、外核至地幔层(约占地球体积的84%)的温差需要非常大。否则有效的对流将不会生成,磁场也不会存在。传统的模型法指出,为了生成有效对流,地核温度需要从6800°C缓慢降到3800°C。

为验证这一观点,研究小组仔细察看了之前的实验研究、数学模型以及有关地球内部现状的一些备受争议的观点,最后得出结论:自45.4亿年前地球诞生以来,地核的温度仅仅降低了约300°C,这意味着地球磁场的产生方式不是通过热驱动形成对流而来。那么,地球磁场从何而来?

研究发现,月球或是地球磁场的守护者。尽管月球对地球的引力很微弱,但月球引力或许不仅可以在地球表明形成潮汐现象,也会深入地球外核,通过物理方法"搅动"该区域内的液体成分。

此前科学家们已经观察到,这种潮汐现象会在木星的木卫一(Io)和土星的土卫二(Enceladus)上形成强大的火山作用。在地球上,月球引力虽然非常微弱,但仍然能够在外核区域形成约10000亿瓦特大小的能量。这些能量足以推动形成地球外核的有效对流,因此也就意味着月球或与内含金属的液态地核一起作用,维持着地球磁场,否则地球生命将无法生存。

复杂生命在火星上难以生存进化的原因之一,或许就是由于这颗红色星球缺少磁场,如这项研究所述,火星并未受到一颗合适的“月球”保护。(科学之家,译审/编辑:YWY)

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