巨大的“质子极光”在地球的臭氧层中炸了一个250英里宽的洞

By Brandon Specktor

2022/10/28

2015年6月，一个几乎不太知道的极光在地球的中大气层中割了一个大峡谷大小的臭氧洞。科学家们已经最终评估了这个破坏。

从国际空间站上看到的北极光。新的研究表明一种几乎不知道的极光类型------叫孤立的质子极光------可能正在炸臭氧洞进入地球大气层。 (Image credit: NASA/ Scott Kelly)

新研究已经发现，2015年6月当一个太阳能量的爆炸撞进了地球时由此造成的粒子降雨撕进了臭氧层上部一个250英里宽（400公里）的洞。

研究人员发现了幸运的是这个臭氧洞只出现在地球的大气层------一个从大约31到53英里（50到85公里）的大气层的高层------没有向下延伸太多进平流层中重要的臭氧层，臭氧层保护地球免受有害的紫外线（UV）辐射，。

尽管如此，研究小组在他们的研究中写道，大气层中的臭氧消耗是远远大于研究人员之前认为的可能的------未来像这样的事件可能转变大气层的更低层的气候模式，一路下到地球的表面。

在10月11日发表在《科学报告》杂志上的新论文中，研究人员分析了一种叫孤立的质子极光的特殊类型极光。与造成著名的北极光和它们的南极光的极光不同，孤立的质子极光远更小更暗，出现为孤立的绿光点而不是循环过天空的大色带。这些更暗的极光也比北极光和南极光在更低纬度发生，北极光和南极光分别出现在北极和南极上方。

一个显示孤立的质子极光怎样出现在中层切进在那里产生的臭氧气体的描画。. (Image credit: Kanazawa University)

当太阳嗝出一连串的快速移动的粒子疾驰过太空撞进地球的磁层（地球周围由地球磁场统治的区域）并在磁场线上冲浪进大气层的更低层时孤立的质子极光发生。按照研究人员，在中大气层中，这些地外粒子充电局部的气体分子，创造潜在的叫氮氧化物和氢氧化物的危险化合物。

科学家们已经知道这些极光产生的氧化物能吃掉臭氧------一种在地球的大气中自然的浅蓝色气体------但他们从未知道到什么程度。如此，在这项新的研究中，一组国际研究人员研究了2015年6月22日出现在地球上的一个单一的、孤立的质子极光。利用来自国际空间站的数据加上其他各种卫星和地面电磁波探测器的，该研究小组测量了在极光上带电粒子的量和在极光下面被消耗的臭氧的量。

研究小组发现了在极光出现的一个半小时内，在极光正下方的中大气层的臭氧层中一个几乎和大峡谷一样宽的洞已经打开了很久。这比该团队在模拟中已经预测的臭氧的破坏的量远更大------然而，他们补充说，这个洞被预计会自然的愈合，并且不会造成中大气层中臭氧的长期下降。

人类不应该面临来自这个洞任何增加的紫外线破坏的风险，主要是因为极光似乎没有影响地球的平流层中远更重要的臭氧层（它位于离地球表面约9到18英里或14.5到29公里高处）。这层薄薄的气体层对屏蔽地球的表面免受大多数太阳的有害紫外线负责，并且已经连续三年下降了，主要由于人类使用消耗臭氧层的化学物质。（幸运的是长期趋势暗示这个关键的臭氧层正在变得越来越健康）。

但这一发现仍然是重大的，因为中大气层的臭氧消耗被认为会以科学家们并不完全理解的方式转变大气层中更低层的气候。按照该研究的作者们，这项研究应该帮助澄清这些涓滴效应。

https://www.livescience.com/isolated-proton-aurora-ozone-hole