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人类灭绝的10种可能及太阳风暴威胁

时间:2026-01-27 百科知识 眠眠 版权反馈
【摘要】:尽管其中大部分都不为人知地悄悄消逝在空中,不会产生什么重大影响,但如果发生大能量的冲击,很可能造成严重的后果,甚至比1989年魁北克事件更具破坏力。国家航空和宇宙航行局计划把一颗新型探测卫星送上太空,其目的是追踪记录从太阳到地球的风暴轨迹。

1989年3月,加拿大魁北克省的电力突然全面中断,持续时间长达9个小时。令人惊讶的是,这次事件的“罪魁祸首”竟是太阳!事后人们才知道,是一次莽撞的太阳风暴跟人类开了个不小的

玩笑。

如果以能量计算,任何一次太阳风暴都像是挣脱地狱的魔鬼。它从炽热的太阳身上逃逸出来,挟带着数量惊人的X射线、等离子电荷和巨大磁场,穿越了几百万公里的空间路程,向着人类居住

的地球扑来。幸运的是,它们大多数都消失在漫无目的的旅程中,只有很少一部分能到达地球,而到达地球中的一部分,又被厚厚的大气层挡在地球之外,能够穿透大气层并对人类产生影响

的就只是极少数——但正是这样的极少数造成了像1989年的魁北克事件这样的重大事故,给人类以灾难性的影响。这些射线和带电离子无情地轰击地球,就像来自洪荒远古的猛兽恣意蹂躏弱

小的动物。有关记录表明,这些不速之客在人类历史上其实早就留下不少“劣迹”,只不过最近才更多地引起人们注意罢了。

科学研究和有力的事实证明,太阳风暴的强大辐射不仅威胁到暴露在太空中的宇航员(太阳活动使宇航员遭受的辐射剂量相当于作几百次X射线胸部透视)和卫星,甚至能穿透地球的大气层,

扰乱地球磁场,进而影响人类的生活。根据科学家的观测,这种情况往往发生在太阳活动最活跃的时间段。当太阳活动进入活跃期,就会使手机等无线电通讯、飞机和船只的导航以及电力供

应受到严重干扰,甚至发生中断,人的大脑也将受到各种辐射的损伤。在臭氧层减少的地区这种影响表现尤为明显。

除太阳风暴之外,三种太阳现象:冕洞、太阳耀斑(亦称色球爆发)和日冕喷射,对太空气象的影响也至关重要。对人类的生存也构成严重的威胁。

冕洞是日冕表面温度较低的部分,在X光射线或紫外线下看起来比周围的地带要暗一些,就像是一个个的黑洞。随着太阳自转而旋转的冕洞如同草地上浇水的水龙头,把太阳内部爆发产生的原

子流抛向太空,而其中的一部分会撞击地球的磁场,使得平时被地磁场紧紧束缚的带电粒子四散逃逸,从而引起地球地磁扰乱现象。

太阳耀斑是色球层中的能量爆发,它挟带着强大的X射线、紫外线和带电粒子轰击着整个太空。在太阳最活跃的时间段里,它的威力将比相对平静的时期强大1000倍。首先到达地球的是X射线

和紫外线,它们轰击地球上层大气,产生电离现象,低能电子包围着太空中的宇宙飞船和人造卫星,而静电放射很可能损害精密电子仪器。射线袭击20分钟后,高能质子和强力原子接踵而至

,它们的能量比平常的太阳风要强大几百万倍。“当它的威力发挥到极至的瞬间,任何飞行在空中的物体都处于极度危险中——连超人也不例外。”美国国家海洋与大气局太空环境中心副局

长荣·茨威格说。

这三种太阳现象中,日冕喷射最能引发狂暴的太空气象。通过设置在探测卫星上的广角光谱日冕观测仪,我们看到的日冕喷射就像是太阳顽皮的嘴里吹出的明亮气泡,谁能想到它的威力是那

样令人颤抖呢?包含着几百万吨的太阳物质和一部分太阳磁场,狂野地冲向太空。它逃出太阳的羁绊几天后便会粗野地闯入地球,“所有的地狱出口都将大开。”一位研究者不无夸张地形容

它们到来后的灾难。巨大的冲击可能强烈地扭曲地磁场,产生被称为“杀手”的电子湍流,它们的穿透力不但能钻入卫星内部造成永久性破坏,甚至切断电压调整器和电路传送,造成地面电

力系统的全面崩溃——1989年的魁北克事件已经给了我们活生生的例证。

根据一些科学家的调查,太阳活动对人类的影响范围不单是我们上面提到的无线通信、电力系统等,更涉及到地球的气候、疾病的传播等等重大问题。当太阳活动极大年到来时,这一切都将

更为引人注目。

我们已经知道,太阳风暴是漫游在广袤太空中的“游侠”,平时很少光顾地球。但是,在太阳活动极大年中,太阳风暴袭击地球的频率是平常的几倍,通常一星期就发生几次。尽管其中大部

分都不为人知地悄悄消逝在空中,不会产生什么重大影响,但如果发生大能量的冲击,很可能造成严重的后果,甚至比1989年魁北克事件更具破坏力。正因为如此,天体物理学家们比往常更

紧张地工作着。通过巨型天文望远镜和探测卫星,他们从每一个可能出现太阳风暴的角度观测着无垠的太空。时刻警惕着这些可能到来的“侵入者”。

“如果能提前——哪怕是一个小时——预报太阳风暴的到来并加以警告,人类受太阳风暴影响而造成的损害就能降低到尽可能低的程度。”科学家如是说。

尽管目前太空气象预报的水平只相当于1960年的地面天气预报水平,但30多年来,太空环境中心的研究人员在24小时预报太阳风暴爆发的工作上取得了很大的进展。这种爆发通常是由于太阳

内部一向受压抑的磁场力被突然释放而产生的,对太空气象的影响至关重要。但最可靠的太阳风暴警告预报时间只有一个小时:当从太阳放射出的电离云经过设置在太空中的太阳探测卫星时

,我们才能得到准确的信息。这颗探测卫星离地球150万公里,太阳冲击波只需一小时就越过这段对我们来说遥远之极的距离,很快到达地球。而在一个小时内,要把警告信息传遍全球,实在

令人有点措手不及。

国家航空和宇宙航行局计划把一颗新型探测卫星送上太空,其目的是追踪记录从太阳到地球的风暴轨迹。同时,他们还将与能源部等部门通力合作,把新型器材运送上气象卫星以搜集预报太

空气象的信息,力争在10年内达到准确预报太空气象的水平。目前,太空环境中心在互联网上预报太空气象,它的网址是。要在准确的基础上进行全面的太空气象预报,正如专家所言,我们

还有很长的路要走。

对于生活在太阳底下的人类来说,当我们的思绪偶然从琐碎的日常生活转向广袤的太空和炽热的太阳时,是不是会有一种特别的感受袭上心头?而想想有一天跟我们朝夕相伴的太阳竟会是给

我们带来灾难的瘟神,那是怎样一种心情!

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太阳概说

太阳是太阳系的中心天体,是太阳系里惟一的一颗恒星,也是离地球最近的一颗恒星。太阳位于银河系的对称平面附近,距离银河系的中心约33000光年,在银道面以北约26光年,它一方面绕着

银心以每秒250公里的速度旋转,另一方面又相对于周围恒星以每秒公里的速度朝着织女星附近方向运动。太阳的直径为万千米,是地球的109倍;太阳的体积为141亿亿立方千米,是地球的

130万倍;太阳的质量约为2000亿亿亿吨,是地球的33万倍。它集中了太阳系%的质量,是个绝对至高无上的“国王”。然而,在宇宙中,它还只是一颗质量中等的普通恒星。

太阳是一个炽热的气体星球,没有固体的星体或核心。太阳从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和大气层。其能量的99%是由中心的核反应区的热核反应产生的。太阳中心的密度

和温度极高。太阳大气的主要成分是氢(质量约占71%)与氦(质量约占27%)。太阳的大气层从内到外可分为光球、色球和日冕三层。

太阳的结构

光球层厚约5000千米,我们所见到的太阳可见光,几乎全是由光球发出的。光球表面存在着不随时间变化、均匀分布的米粒状气团,它们呈激烈的起伏运动,是从对流层上升到光球的热气团

,称为米粒组织。另外,还有超米粒组织,其直径与寿命要大的多。在光球还分布着太阳黑子和光斑,偶尔还会出现白光耀斑。

太阳黑子是太阳表面较暗处,因温度较周围低,所以呈黑色。太阳黑子实际上是具有强磁场的低温旋涡。因此,太阳黑子出现时,地球磁场必然会受其干扰。太阳黑子出现的数目呈规律性循

环,约11年为一个周期,而黑子出现最多的年份称为“太阳活跃年”。

从光球表面到2000千米高度为色球层,它得在日全食时或用色球望远镜才能观测到,在色球层有谱斑、暗条和日珥,还时常发生剧烈的耀斑活动。色球层厚约8000千米。太阳具有反常增温现

象,从光球顶部到色球顶部再到日冕区,温度不断陡升。色球层有出现在日轮边缘的针状物,它们不断产生与消失,寿命一般只有10分钟。色球上经常出现一些暗的“飘带”,我们称它为暗

条。当它转到日面边缘时,有时像一只耳朵,有时好像腾起的火焰,人们俗称它为日珥。日珥的形态千变万化,可分为宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。日珥的平均寿命约为五分钟。日珥在

日面上的投影称为暗条。在色球与日冕之间有时会突然发生剧烈的爆发现象,称为耀斑。耀斑常发生在黑子群附近。耀斑发生时,会释放极其巨大的能量,其巨大的能量来自磁场。

下图为1973年12月一个巨大的日珥跨越日面588,000千米时的情景。

太阳日冕层

色球层之外为日冕层,它温度极高,延伸到几倍甚至几十倍太阳半径外。日冕物质非常稀薄,但温度非常高,可达200万摄氏度以上。日冕也只有在日全食时才可以观测到。在太阳活动的极大

年,日冕接近于圆形;在太阳活动的宁静年,日冕则呈椭圆形。日冕中有大片不规则的暗黑区域,叫做冕洞。冕洞是日冕中气体密度较低的区域。冕洞分为三种:极区冕洞,孤立冕洞,延伸

冕洞。冕洞是高速太阳风的重要源泉。

日冕表面的高温使气体获得克服太阳引力的动能,形成不断发射的较稳定粒子流,称为太阳风。当太阳上有强烈爆发和日冕物质抛射时,太阳风携带着的强大等离子流可能到达地球极区。这

时,地球两极会出现极光。极光的形态千变万化。发生在日冕的耀斑叫X射线耀斑,它直接引起地球电离层骚扰,从而影响地球短波通讯。

太阳风暴:太阳打喷嚏

太阳风暴主要由太阳表面释放出的气体和带电粒子流引起。这些粒子携带的能量惊人,通常会以每小时几百万公里的速度向地球袭来,其势如超高速行进的列车。由于太阳风暴中的气团主要

内容是带电等离子体,并以每小时150万到300万公里的速度闯入太空,因此,它会对地球的空间环境产生巨大的冲击。太阳风暴爆发时,将影响通讯、威胁卫星、破坏臭氧层。

科学家形象地把太阳风暴比喻为太阳打“喷嚏”。太阳的活动对地球至关重要,因而太阳一打“喷嚏”,地球就会患上轻重不同的“感冒”。那么,太阳的“喷嚏”会使地球患上什么样的“

感冒”呢?

短波通信受干扰:由于短波通信需借助位于地表70到500公里高度的电离层连续反射来传播信号,所以当太阳风暴产生的X光辐射引起电离层出现地磁紊乱后,通信就会中断。

航空航天受影响:太阳风暴会损坏航天器并影响宇航员及高纬或极区飞机上乘客的健康。上个世纪70年代的一次太阳风暴曾导致大气活动加剧,增加了当时属于苏联的“礼炮”号空间站的飞

行阻力,从而使其脱离了原来的轨道。而日本环境观测卫星“绿色2号”的太阳能电池板发电能力基本丧失,也可能与光临地球的太阳风暴有关。目前,国际空间站上的两名美俄宇航员也按要

求短暂撤离到“曙光”号功能货舱尾部,以躲避风暴发出的强辐射。

太阳的“喷嚏”虽然可能对航空、航天、通信、电力等产生影响,但对人体的影响却微乎其微。这是因为太阳风暴爆发时面向地球喷射的带电粒子只是其中的一小部分,而且在穿越日地间上

亿公里的路程时,大多消失在漫漫旅程中。即便接近地球了,这些带电粒子绝大部分也会被地球磁场和外层大气拦截住,所以太阳风暴不会对人类的生命活动造成威胁,人们不必因为担心它

而影响到正常的生活。

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