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天堂的火炬

天堂的火炬:北极光天堂的火炬:北极光欧若拉——北极光——高空中出现异常灿烂美丽的光辉,它轻盈地飘荡,忽暗忽明,如风一样。它是带电粒子为主的太阳风经过地球磁场的引导后,在极地高层大气中发出的光芒。可惜夏日的极昼让我们无法看到这美丽的景象。

北极地区的原住民因纽特人很早就发现了极光的存在。那时,他 们经常看见高空中出现异常灿烂美丽的光辉,它轻盈地飘荡,忽暗忽明, 发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒,如同风一样的光。

天堂的火炬:北极光

他们认为那是来自天堂的火炬,是神灵用来引导死者走进天堂的路标。

欧若拉——北极光——高空中出现异常灿烂美丽的光辉,它轻盈地飘荡,忽暗忽明,如风一样。它是带电粒子为主的太阳风经过地球磁场的引导后,在极地高层大气中发出的光芒。可惜夏日的极昼让我们无法看到这美丽的景象。

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【瑞典北部拉普兰地区拍摄到的北极光。】

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【除了绿色,北极光还有其它颜色,如图中在阿拉斯加费尔班克斯附近拍摄到的红绿北极光。】

 

太阳风在高层大气燃放的焰火

到13 世纪时,人们又认为那是格陵兰岛上冰雪反射的光芒。17 世纪, 它才正式获得“北极光”的名字。

空间科学发展到一定程度后,我们才知道,极光并非来自天堂和冰雪 反射,而是的确和“风”有关。 不过,这里的风与一般意义上的空气流动 不同,是“太阳风”。它是一束太阳喷射出的强大带电粒子流,可以覆盖地球。

太阳风马力十足地从太阳不远万里来到地球上空,以大约每秒400 千 米的速度撞击地球磁场。两极地区的高层大气受到太阳风的轰击后,极光 诞生了。

所以,不光北极,在南极地区也能看到极光。

北极附近的阿拉斯加、北加拿大以及挪威北部是观赏北极光的最佳地点。

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【美国阿拉斯加州埃尔森空军基地拍摄到的北极光。】

遗憾的是,我们在夏天去北极看不到北极光。并不是因为夏天没有极光, 而是因为极昼期间天空光亮,肉眼无法观测。只有极夜期间才是欣赏极光的最 好时间。

为地球“避风”的地磁场

除了和太阳风有关之外,地球磁场也是形成极光的一个决定性因素。 指南针的发明和应用,说明人类早已认识到地球磁场的存在。但对于 磁场的来源,人们依旧争论不休。

1600 年,英国人吉尔伯特提出一种论点,认为地球自身就是一个巨大 的磁体,它的两极和地理两极相重合。这一理论确立了地磁场与地球的关系, 指出地磁场的起因不应该在地球之外,而应在地球内部。

需要注意的是,由于地球磁体南北极之间的连线与地理极点的连线之间存在夹 角,所以北磁极和北极点却并不在同一个地方。而且,由于磁针的北极指向北, 所以北方的磁极实际上是地磁的南极,不过习惯上人们还是称呼它为“北磁极”, 强调地理的北方而非地磁的北极。纠结这个南北的用法不过是文字游戏罢了。

目前获得较多认同的关于地球 磁场形成原因的假说是“发电机假说”,即地球磁场是地核外层熔化的铁和镍流 动从而产生电磁感应的结果,类似发电机的转子那样。而这些导电流体流动的 原因是对流以及地球自转。

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【地球磁场保护地球不被太阳风中的带电粒子直接轰击,这些粒子被磁场引导到了地球两极地区沉降,形成极光。】

又回到关于极光的讨论中,由于地球磁场形如漏斗,尖尖的漏斗口对着地球的 南北磁极,太阳风中的带电粒子沿着地磁场的“漏斗”沉降,才能通过两 极地区接近地球。因此,除了在地球南北磁极附近,其他地区根本无法见 到极光。

图片来源: Wikimedia Commons

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