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地球磁场可能把大气粒子送到月球 — 等级 B2 — a close up of a circular object with a toothbrush in it

地球磁场可能把大气粒子送到月球CEFR B2

2025年12月17日

改编自 Lindsey Valich-Rochester, Futurity CC BY 4.0

照片: Tomohiro Amaha, Unsplash

等级 B2 – 中高级
5 分钟
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新的研究由罗切斯特大学团队完成,在Nature Communications Earth and Environment发表。研究使用先进的计算机模拟来追踪上层大气中带电粒子的运动,比较了两种情景:没有磁场且太阳风较强的“早期地球”,以及具有强磁场且太阳风较弱的“现代地球”。

模拟显示,在现代地球情景下,带电粒子更容易先被太阳风打散,然后沿着地球的磁力线被引导。一些磁力线伸展到深空,可能与月球轨道相连。经过数十亿年的“漏斗式”引导作用,微量的地球大气成分可能逐渐沉积到月球表面。

阿波罗时期带回的月壤样本中含有水、二氧化碳、氦、氩和氮等挥发物;其中部分来自太阳风,但氮的含量高于单靠太阳风能解释的数值。罗切斯特大学的Eric Blackman指出,把月壤数据与模型结合可以追溯地球大气和磁场的历史。

研究团队还认为,月球可能保存关于地球气候、海洋和生命的化学记录,且更多的挥发物可帮助长期人类存在,减少对地球补给的依赖。这项研究有助于理解行星大气逃逸的问题,对火星等行星也具有更广泛的启示。研究部分由NASA和国家科学基金会资助。

  • 阿波罗样本含有:水、二氧化碳、氦、氩、氮

难词

  • 太阳风来自太阳的带电粒子流
    太阳风较强, 来自太阳的带电粒子流
  • 磁力线表示磁场方向的想象线路径
    地球的磁力线
  • 追踪跟随并记录某物运动或变化
    追踪上层大气中带电粒子的运动
  • 计算机模拟用计算方法再现真实过程的实验
    模拟显示
  • 挥发物在常温下容易变为气体的物质
  • 沉积固体物质逐渐积存在另一物体表面
    沉积到月球表面
  • 大气逃逸行星大气成分流失到外太空的过程

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讨论问题

  • 如果月球保存着地球大气和气候的化学记录,你认为科学家可以用这些信息做什么?请举一到两个例子并说明理由。
  • 文章提到更多挥发物可以减少对地球补给的依赖。你认为在技术和伦理上建立长期月球基地面临哪些主要挑战?请说明两点。

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