參與此次研究的國際團隊觀看了“耐力”號火箭從挪威斯瓦爾巴發(fā)射場成功發(fā)射。圖片來源：美國國家航空航天局

科技日報北京8月29日電 （記者張佳欣）據(jù)最新一期《自然》雜志報道，借助美國國家航空航天局“耐力”號火箭任務(wù)數(shù)據(jù)，一個國際科學家團隊首次成功測量了整個地球的電場，該電場被認為與地球重力和磁場一樣重要。

這種電場被稱為雙極電場?？茖W家早在60多年前就提出假設(shè)，認為它驅(qū)動著地球大氣層從地球南北極逃逸。“耐力”號任務(wù)數(shù)據(jù)證實了雙極電場的存在，并量化了其強度，揭示了它在驅(qū)動大氣逃逸和更廣泛地塑造地球電離層（上層大氣層）方面的作用。

了解地球大氣層的復(fù)雜運動和演變不僅為科學家提供了地球歷史線索，還能讓他們洞察其他行星奧秘，并判斷哪些行星可能適合生命存在。

自20世紀60年代末期以來，飛越地球兩極的航天器就探測到了一股從大氣層流向太空的粒子流。理論家將其稱為極風，并認為大氣層中的外流現(xiàn)象可能是強烈的、未經(jīng)過濾的陽光使大氣中的一些粒子逃逸到太空中，就像水從鍋中蒸發(fā)成蒸汽一樣。

氫離子是極地風中最豐富的粒子類型，受到的向外力比重力強10.6倍。令人費解的是，觀測到的極風中的許多粒子都是冷的，沒有任何被加熱的跡象，但它們卻以超音速移動。科學家懷疑，有某種力量將這些粒子從大氣層中“拉”出來，一個尚未被發(fā)現(xiàn)的電場可能在其中發(fā)揮作用。

“耐力”號收集的數(shù)據(jù)中，在約518公里高度范圍內(nèi)，電勢變化僅為0.55伏特。半伏特只相當于一塊手表電池的電壓，但這個電壓剛好可以解釋極地風。研究人員表示，半伏特足以抵消重力，讓粒子以超音速向上進入太空。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，雙極電場將電離層的“標高”提高了271%。這意味著在更高的高度上，電離層仍能維持較高的粒子密度。雙極電場就像一個“傳送帶”，將離子層“抬升”到更高位置。

雙極電場作為與重力和磁場并列的地球基本能量場，可能一直塑造著大氣層的演變。由于它是由大氣內(nèi)部動力學產(chǎn)生的，科學家預(yù)計，在其他行星（包括金星和火星）上也存在類似電場。