Вчені з’ясували, чому відбувається "витік" атмосфери Землі

Дослідники кажуть, що нове відкриття може допомогти зрозуміти, що робить можливим життя на нашій планеті.

Близько 60 років тому вчені зробили дивовижне відкриття про "витік" земної атмосфери. Але протягом усього цього часу причина залишалася невідомою. Тепер з’ясувалося, що ця таємнича сила – не відоме досі глобальне електричне поле.

Про це повідомляє The Washington Post.

У кінці 1960-х років супутники над полюсами зафіксували надзвичайно швидкий потік частинок, що вилітають у космос зі швидкістю 20 км/с. Вчені вважали, що сама гравітація та магнітне поле не можуть повністю пояснити потік. Мало бути інше джерело, яке створює цей "дірявий кран".

Нещодавнє дослідження показало, що ця таємнича сила – раніше не відкрите глобальне електричне поле. Воно має лише потужність батареї годинника, але цього достатньо, щоб викинути легші іони з нашої атмосфери в космос. Воно також генерується на відміну від інших електричних полів на Землі.

Цей нещодавно відкритий аспект нашої планети дає підказки про еволюцію атмосфери, можливо, пояснюючи, чому Земля придатна для життя.

"Електричне поле є "агентом хаосу". Це скасовує гравітацію. ... Без цього Земля була б зовсім іншою", – сказав науковець із ракетобудування NASA та провідний автор дослідження Глін Коллінсон.

За словами авторів, нещодавно відкрите електричне поле таке ж фундаментальне для Землі, як і гравітація, але виявити його було нелегко. Як пояснили дослідники, це електричне поле "заправляє насос" і підіймає атоми кисню вище в атмосферу, де інші процеси можуть завершити катапультування їх у космос.

"Найбільш дивним є те, наскільки мале це поле, але все ще здатне керувати цими глобальними процесами", – сказав Дерек Шеффер, професор фізики плазми Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, який не брав участі в дослідженні.

Космічний фізик Філіп Ескубе, який також не брав участі в дослідженні, сказав, що "це фантастичні результати", і вони демонструють значні успіхи в сучасних технологіях вимірювання таких малих електричних полів із високою роздільною здатністю.

Коллінсон зауважив, що на Землі багато електричних полів, але нещодавно відкрите "відрізняється від будь-якого електричного поля, з яким ви стикалися у своєму повсякденному житті". Воно називається амбіполярним полем і починається приблизно за 150 миль над нами. Сонце світить на атом і відриває електрон, розділяючи негативний електрон і позитивний іон, хоча вони все ще притягуються один до одного.

Електрони легкі і з радістю втечуть у космос самі, але гравітація сильніше притягує важчий позитивний іон. Електрон намагається відірватися, але між ними виникає електрична сила, яка запобігає роз’єднанню – як собака, що тягне повідець. Це електричне поле тягне в обох напрямках або є амбіполярним.

Коллінсон сказав, що "всі ці крихітні, крихітні, крихітні маленькі електричні повідці" додають цей потенціал у піввольта на тлі. Загальний ефект електричного поля піднімає іони вгору, щоб вийти в космос як частина сонячного вітру.

Частинки піднімаються з нашої атмосфери, деякі відправляються в космос в один бік. Інші знаходять дорогу назад. Моделі показують, що наше магнітне поле може захоплювати ці частинки та штовхати їх назад до Землі, сказав Ескубе. Наприклад, частинки можуть падати дощем через зображення північного сяйва, що "танцює".

"Деякі частинки повертаються, але ми точно не знаємо, яке співвідношення повертається. Це складніше виміряти", – сказав Ескубе.

В інших випадках вони можуть залишатися в захисній бульбашці Землі, яка називається магнітосферою, де можуть впливати на сонячні шторми. Додаткові іони водню, наприклад, можуть пом'якшити вплив сонячної бурі, що взаємодіє з Землею.

Якщо буде втрачено надто багато частинок, це може вплинути на Землю іншим чином, як це видно на інші планети. 90 т матеріалу, який щодня вилітає з верхніх шарів атмосфери Землі в космос, – це не так вже й багато, але з часом ця кількість може збільшитися.

Наприклад, Марс, який колись процвітав, зараз має тонку атмосферу і, наскільки відомо, не підтримує життя. Очікується, що будь-яка планета чи місяць з атмосферою матиме це амбіполярне електричне поле, яке може дати підказки щодо еволюції планети.

Можливо, Землі не загрожує втрата атмосфери протягом нашого життя, але Коллінсон сказав, що відкриття може допомогти нам зрозуміти, що робить можливим життя на нашій планеті.

До слова, раніше вчені заявили, що виявили планету, схожу на Землю. Однак це відкриття має невеликий нюанс.

• У Землі були кільця, як у Сатурна: вчені з'ясували, куди вони зникли
• Чи переживе Земля смерть Сонця: вчені знайшли обнадійливий доказ у Всесвіті
• Найочікуваніша комета 2024-го наблизиться до Землі вперше за 80 тисяч років