美丽背后暗藏杀机,研究发现极光会消耗臭氧

极光是太阳带电粒子与大气原子碰撞后产生的一种强大发光现象,但科学家发现,极光美丽的背后可能是臭氧杀手。

来自太阳的高能带电粒子在撞向地球时,会被地球磁场引导至高纬度两极地区困住、并与高层大气中的原子相互作用,当后者吸收了电子能量被激发至较高能态后为了恢复正常,会以光的形式辐射能量,这些光就是极光。

前阵子,科学家还证实了太阳高能粒子被如何拉向两极的确切机制,为电子沿着阿尔文波(Alfven wave,也称剪切阿尔文波)进入大气层,并在阿尔文波的电场作用下经历“共振加速”,将粒子加速到每小时达7,200万公里速度与大气分子碰撞以产生极光。

这些现象强大美丽而吸引人,然而日本名古屋大学团队观察发现,极光也是臭氧层消耗的原因之一,且可能对气候造成一定影响。

2017年时,Yoshizumi Miyoshi教授领导的团队分析了一种称为脉动极光(PsA)的微弱极光,电浆粒子探测器荒濑号(Arase)数据表明,这些电子具有很宽的能量范围(从几keV到MeV),并会因合唱波(chorus waves)而向下“沉淀”至臭氧层位置,当这些电子撞击臭氧层分子时就会立即消耗局部臭氧(超过10%)。

由于PsA几乎每天都会发生,能持续数小时,因此这些事件造成的臭氧消耗可能比想象中还严重,需要进一步的统计研究来确认有多少臭氧被消耗了。

新论文发布在《科学报告》(Scientific Reports)期刊。

(首图来源:pixabay)

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