大气层是星球生命存在的基础。它为星球表面的生物提供了保护,并滋养着各种生命形式。
没有大气层,星球将会暴露在宇宙射线的侵袭下,生命将无法存活。
在太阳系的八大行星中,大部分都拥有各自不同程度的大气层。这些行星的引力都相对较大,如木星、土星、天王星和海王星,它们吸附了大量气体从而形成气态星球。这表明引力在大气层形成中起着关键作用。
虽然地球的质量不及这些行星,但其引力同样足够吸附大气层。
然而,引力并不是决定星球是否拥有大气层的唯一因素。以冥王星为例,它的引力非常微弱,但却具有稀薄的大气层。相反,质量较大的水星却没有大气层。这说明引力并非星球有无大气层的决定因素。
那么,什么是决定因素呢?地球作为一个生命星球,和其他行星有着明显的不同之处。其中最重要的是,地球具有强大的磁场,类似于一块巨大的磁铁。磁场的存在可能是星球是否有大气层的关键因素。例如火星也具有稀薄的大气层,科学家分析认为,火星在早期的时候也和地球一样,拥有浓厚的大气层,原因就是火星也有磁场。
这也是科学家对火星格外重视的原因,因为有了磁场,未来人类移民才有可能。为什么生命星球必须具备磁场?没有磁场,就不能存在大气层吗?
下面我们来探讨一下磁场的重要性。以太阳系为例,太阳是太阳系的中心,所有行星围绕着它旋转。当太阳内部的核聚变释放能量时,太阳表面会爆发出耀斑。与此同时,大量带电的氢离子即太阳风从太阳内部喷射而出,以每秒350到1000公里的速度向太阳系四散。
太阳风是一种带电的恒星风。当太阳风以极快的速度撞击行星的大气层时,将速度带来的动能传递给大气分子,使其达到逃逸速度并从行星引力束缚下逃离。长时间的撞击作用会导致大气层的逐渐消失。
水星几乎没有大气层,这就是原因之一。一旦大气层被太阳风吹散,星球是否还能维持生命?火星就是一个例子,它的过去与地球相似,拥有水、磁场和大气层,也可能曾有生命存在。
然而,火星的磁场发生巨变,无法抵御太阳风的冲击,导致其大气层逐渐消失,火星变得越来越荒凉。那么,磁场是如何防御太阳风的呢?太阳风是一群带正电的氢离子,即带有电荷的粒子。只有带电的粒子才会受到磁场的干扰。当太阳风接近地球距离地球表面700公里高处时,会遇到地球磁场的磁力线。
这个范围从距离地球7万公里的地方延伸到地球表面。在这个范围内,太阳风会被地球磁力线所控制,顺着磁力线移动。因此,氢离子风开始偏离其朝向地球的方向,或者沿着磁场的引力线垂直砸向地球的南北极。我们在地球两极及其附近地区看到的极光现象,实际上就是太阳风被地球磁力线捕捉到地球上时的表现。
地球的大气层受到太阳风的影响相对较小。因为太阳风无法接触地球的大气层,所以它无法夺走大气分子。地球的大气层能够保持稳定,主要得益于地球的磁场作用。
可以说,地球的磁场就像是一道无形的防护罩,保护着大气层免受外界的侵害。因此,我们必须好好保护地球,不能让地球的环境遭受与火星相似的命运。
特别是地球的内部,绝不能随意开发利用。尽管现在的科技尚无法实现对地心的探索,但未来总会有一天我们能够做到。如果将来人类为了获取资源而开采地心深处的金属和铁等物质,地球的磁场就有可能遭到破坏。
也许早期的火星文明就是因为这样的行为而灭亡的。当火星文明达到可以进入地心的技术水平后,一些人试图开发地心深处的金属和铁等物质,但却没有预料到这个行为会破坏火星的磁场环境。没有了磁场的保护,太阳风便可以无阻地侵袭大气层,逐渐使其流失殆尽。