Дослідники виявили причини, які спричиняють "втечу" атмосфери Землі.

Науковці стверджують, що нещодавнє відкриття може пролити світло на умови, які сприяють існуванню життя на Землі.

Приблизно шість десятиліть тому дослідники здійснили вражаюче відкриття щодо "втрати" атмосфери Землі. Протягом всього цього часу причина залишалася загадкою. Нещодавно стало відомо, що цю таємничу силу викликає невідоме раніше 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".

Не так давно проведене дослідження виявило, що ця загадкова енергія є раніше невідомим глобальним електричним полем. Хоча його потужність еквівалентна зарядові годинникової батареї, цього цілком достатньо, щоб вивільнити легкі іони з атмосфери в космічний простір. Цікаво, що це поле формується інакше, ніж інші електричні поля, що існують на Землі.

Цей щойно виявлений аспект нашої планети відкриває нові горизонти для розуміння еволюції атмосфери, можливо, проливаючи світло на причини, чому Земля є сприятливим середовищем для життя.

"Електричне поле виступає як 'агент хаосу', що нейтралізує вплив гравітації. ... У відсутності цього фактору Земля виглядала б зовсім інакше," - зазначив Глін Коллінсон, вчений у галузі ракетобудування NASA та один із головних авторів дослідження.

За інформацією дослідників, нещодавно виявлене електричне поле є настільки ж важливим для нашої планети, як і гравітація, хоча його виявлення стало справжнім викликом. На думку вчених, це електричне поле виконує роль "помпи", піднімаючи атоми кисню на вищі рівні атмосфери, де інші процеси можуть сприяти їхньому виведенню в 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 не був залучений до дослідження, зазначив, що "це вражаючі результати", які свідчать про великі досягнення в сучасних технологіях вимірювання незначних електричних полів з високою роздільною здатністю.

Коллінсон зазначив, що на нашій планеті існує безліч електричних полів, але нещодавно виявлене поле має унікальні характеристики, які відрізняють його від тих, з якими ми зазвичай стикаємось у повсякденному житті. Це поле називається амбіполярним, і його можна знайти на висоті приблизно 150 миль над поверхнею. Сонячне випромінювання взаємодіє з атомами, вивільняючи електрони та створюючи позитивні й негативні заряди, які, хоча й віддалені один від одного, залишаються під впливом взаємного тяжіння.

Електрони є легкими частинками, які прагнуть звільнитися у космічний простір, але гравітаційна сила сильніше притягує більш масивні позитивні іони. Хоча електрон намагається вирватися, між ним та іоном виникає електрична сила, що заважає їх розділенню — подібно до собаки, що тягне за собою повідець. Це електричне поле діє в обох напрямках, що робить його 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, однак точне співвідношення їхнього повернення залишається невідомим. Це важче піддається вимірюванню," - повідомив 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 втрата частинок перевищить певний рівень, це може мати наслідки для Землі, подібно до того, як це спостерігається на інших планетах. Кожного дня приблизно 90 тонн матеріалу виходить з верхніх шарів земної атмосфери в космічний простір. Це, можливо, не є великою цифрою, однак з плином часу обсяг цієї втрати може зрости.

Наприклад, Марс, який раніше був квітучим, тепер має лише тонкий шар атмосфери і, як відомо, не здатний підтримувати життя. Прогнозується, що будь-яка планета чи супутник з наявною атмосферою матиме амбіполярне електричне поле, що може надати важливу інформацію про еволюційні процеси на цих небесних тілах.

Хоча втрата атмосфери не є загрозою для Землі в найближчому майбутньому, Коллінсон зазначив, що це відкриття може сприяти розумінню умов, які забезпечують існування життя на нашій планеті.

До речі, раніше науковці повідомили про знахідку планети, яка нагадує Землю. Проте це відкриття має один суттєвий нюанс.