全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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新研究发现地球水源或来自太阳

已有 1210 次阅读 2021-11-30 14:38 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

新研究发现地球水源或来自太阳

       科技日报北京11月29日电 (实习记者张佳欣)据29日发表在《自然·天文学》杂志上的论文,英国格拉斯哥大学领导的国际研究小组发现,地上的水可能来自“天上”——太阳。太阳风由来自太阳的带电粒子(主要是氢离子)组成,在太阳系早期撞击地球的小行星所携带的尘埃颗粒表面产生了水。

       我在1999年指出,太阳风是一种高能粒子流,穿越地球磁层后,沿磁力线集中到南北两极,并与臭氧结合成水,进而破坏极地臭氧层.


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我国科学家杨学祥提出新观点:臭氧空洞"元凶"是太阳风


       太阳风是一种高能粒子流,穿越地球磁层后,沿磁力线集中到南北两极,并与臭氧结合成水,进而破坏极地臭氧层.

作 者: 周长庆 高景泰

作者单位:

刊 名: 科技文萃

英文刊名: DIGEST OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

年,卷(期): 1999 (8)

分类号:

关键词:

机标分类号: X13 P42

机标关键词: 科学家臭氧空洞地球磁层太阳风粒子流合成水磁力线臭氧层

基金项目:

http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjwc199908034.aspx


        我国科学家杨学祥提出新观点:臭氧空洞“元凶”是太阳风


       太阳风是一种高能粒子流,穿越地球磁层后,沿磁力线集中到南北两极,并

与臭氧结合成水,进而破坏极地臭氧层。

       本报长春6月29日电(新华社记者周长庆、本报记者高景泰)长春科技大学教授杨学祥

最近撰文指出,造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”是太阳风,而不是通常所认为的氟

利昂。

       杨学祥一直从数学模式的视角进行地球科学理论研究,迄今已出版一本专著,发表论文

50多篇。目前他正在从事获得“国家自然科学基金”资助的有关地球演化和气候变化的研究。

上述观点是在他与同事合著的论文《太阳风、地球磁层与臭氧空洞》中提出的,并发表在今

年第5期《科学美国人》杂志中文版上。最近,这一新观点经新华社向世界播发后,在国际上

产生强烈反响,一些华文报纸纷纷采用,世界四大通讯社之一的法新社,几乎全文转发了新

华社英文稿。

       1985年,英国科学家首次报道南极上空出现巨大臭氧空洞,后来人们发现这个臭氧空洞

早已产生,并一直在稳定、逐步地扩大。大多数科学家认为,这是30年代以来人类大量使用

氟利昂造成的,其释放出的氯离子破坏臭氧分子,从而使臭氧浓度急剧减少。

       杨学祥认为,人类使用氟利昂是南极臭氧空洞形成的主要原因。这一观点依据不足。他

说,事实上,北半球的大陆面积和人口占全球的大部分,人为产生的氟利昂也集中在北半球。

如果是氟利昂的原因,则臭氧空洞应该出现在北极而非南极才能解释得通。

       他在论文中指出,有三个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞:太阳风的压力使地球南

极上空大气层变薄;处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层;

太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。其中,太阳风是地球臭氧空洞的“元凶”。

太阳风是一种形象他说法,其实它不是流动的空气,而是一种高能粒子流。当彗星向太

阳靠近时,太阳风及光压、太阳电磁辐射将彗星的彗发物质吹走,形成一条背光的彗尾。同

彗星一样,包括地球在内的行星在趋近太阳时,也会产生大气的背光运动并丢失一部分质量。

行星大气的演化为此提供了可靠证据,如离太阳最近的水星大气极为稀薄,离太阳较近的类

地行星原始大气早已消失殆尽。而离太阳较远的类木行星都有浓厚的大气,成份以原始大气

氢和氦为主。

       杨教授说,由于受地磁层的保护,太阳高能粒子中每年仅有一小部分穿越地球磁层,并

沿着磁力线集中到南北两极。由于高能粒子中以氢元素为主,到达两极后容易和臭氧结合成

水,所以它首先破坏的是两极的臭氧。根据计算,进入南极的太阳粒子比进入北极的多6.6%。

还有资料表明,近百年来,地磁偶极矩减少了5%,造成对地球的保护能力下降,使南极上空

臭氧空洞逐年扩大。太阳高能粒子进入大气层每年消耗掉地球臭氧含量的10%,但由于地球

上生物的作用,使一部分二氧化碳变成氧,使消耗的部分得到弥补。

       地球公转轨道近日点在冬至前后时,南极圈更多地处于太阳光照射下。在太阳风的作用

下,南极的大气产生背光北移运动,因此大气层变薄,大气质量(包含臭氧)大量散失到太

空中。

       根据杨学祥的研究,地球南半球是个逐渐开裂的半球(北半球则是压缩半球),因地壳

的开裂喷发出大量包括卤素在内的地下气体,更直接地消耗了南半球的臭氧含量。地球产生

的卤素比人类制造的氟利昂多得多,我国天山火山6千年前的一次喷发释放出相当于人类170

多年制造的氟利昂的总量。他强调说:“这并不是说,人类就可以肆无忌惮地制造和使用氟

利昂。事实上,人类减少使用氟利昂,更好地保护环境,会对臭氧层保护起到积极影响。”

       为什么北极上空没有形成臭氧空洞?杨教授解释说,在夏至时,太阳光直射北回归线,

从而产生北半球上空大气的背光南移,此时地球远离太阳而进入远日点,所以北极大气背光

南移规模变得更小,不足以产生臭氧空洞。

       他指出,“臭氧空洞是个动态的、在两极之间进行漂移的自然过程。”由于地球围绕太

阳旋转的轨道是一个椭圆,其近日点和远日点相互变化周期为2.1万年。所以臭氧空洞有一半

时间即1.05万年在南半球,另一半时间在北半球。根据天文资料计算,地球公转轨道近日点

到公元l1500年将与夏至重合。杨教授说:“南极臭氧空洞正在向北方移动,1万年后臭氧空洞

将出现在北极。这一重大环境变迁应该引起全世界的注意。”

      《科学时报》1999-6-30 第二版

http://www.envir.gov.cn/info/np/file.asp?file=996-30-80.txt


太阳风暴与臭氧层“约会”引发科学争议

(2000.06.09 14.20.45)

       地球上空的臭氧层,这个正在逐渐变瘦的飞天“少女”,在今年夏天被太阳风暴多次热烈地“拥抱”。但她又陷入困惑,不知道太阳风暴的热“吻”对她而言究竟是福是祸。这几天,太阳风暴给臭氧层带来的影响引起科学家的关注,不过两种截然不同的观点使这个问题成为一桩新的科学悬案。

       一种看法认为,太阳风暴有利于臭氧层的恢复;另一种意见则认为,太阳风是导致南极臭氧空洞的“元凶”。提出这两种观点的都是我国从事相关研究的科学家,他们都持之有故、言之成理。

       中科院大气物理所的专家认为太阳风暴对大气臭氧具有补充作用。该所的研究员邹捍说,在赤道地区平流层的高层,太阳辐射把氧原子从氧分子中激活出来,和另外的氧分子结合成臭氧,这是臭氧的产生过程。由于太阳风暴带来更多的紫外线辐射,这样产生的臭氧就会增多。臭氧的产生主要是紫外线光合作用的结果。从理论上讲,紫外线辐射越强,臭氧也会越多。而根据最近十几年的统计数据分析,太阳活动高峰年份臭氧浓度有所增加。

       大气层中的臭氧被称为地球生物的“保护伞”,它能抵御来自太阳的有害辐射。

       对于地球臭氧空洞的形成,国内还有别的科学家进行了研究分析。长春科技大学教授杨学祥指出,造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”恰恰就是太阳风。他在一篇论文中指出,南极臭氧层出现空洞的主要原因是太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。太阳风暴带来的高能粒子流,穿越地球磁层后,沿磁力线集中到南北两极,并与臭氧结合成水,进而破坏极地臭氧层。杨教授的论文曾在《科学美国人》上发表,世界四大通讯社之一的法新社,也全文转发了新华社的英文稿。

       中国空间科学学会理事长、北京大学教授萧佐接受本报记者采访时表示,太阳风暴与臭氧层的关系目前科学界还没有定论,产生科学争议可以引导大家做更深入的研究。一般而言,国际上多数科学家认为臭氧的减少是人类活动所造成,尤其是大量使用氟利昂。但这个结论本身还有待于进一步证实,也有少数科学家对此提出不同的观点,争议还将存在。

       目前,国内科学界还是倾向于认为,太阳风暴将能够使臭氧成分增加,但作用可能十分有限。如果真是这样,太阳风暴对臭氧层来说影响不大。

(《中国青年报》 2000-08-09)

http://202.84.17.73/st/htm/20001005/147625.htm

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-257912.html


参考文献

熊德。真凶是太阳风?很可能!咋全赖氟里昂?有名堂! 中国市场经济报(科技周刊). 1997年7月24日第五版.

杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳风、地球磁层与臭氧层空洞. 科学(中文版), 19995):58~59

杨学祥,陈殿友。火山活动与天文周期。地质论评。199945(增刊):33~42                    YANG Xue-xiang, CHEN Dian-you. The Volcanoes and the Astronomical Cycles .Geological Review. 1999,45(supper):33~42.

杨学祥. 地磁层和大气层漏能效应. 中国学术期刊文摘, 199959):1170~1171

杨学祥. 臭氧洞与厄尔尼诺. 中国学术期刊文摘, 1999510):1301~1303

杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳系行星公转速度变化与低温灾害. 长春科技大学学报, 1999294):344~348

杨学祥. 星体能量释放脉动机制与厄尔尼诺事件预报. 中国学术期刊文摘, 1999512):1519~1521

Yang, Xuexiang, Chen Dianyou, Gao Yanwei, Su Hongliang and Yang Xiaoying, et al, Geophysical and Chemical. Evidence in the Depletion of Ozone. J. Geosci. Res. NE Asia, 1999, 2 (2): 121~133.

杨学祥. 臭氧洞漏能效应及其形成原因. 见中国地球物理学会年刊1999合肥:安徽技术出版社, 1999191


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2021年11月30日 11:23 新浪科技综合

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  科技日报北京11月29日电 (实习记者张佳欣)据29日发表在《自然·天文学》杂志上的论文,英国格拉斯哥大学领导的国际研究小组发现,地上的水可能来自“天上”——太阳。太阳风由来自太阳的带电粒子(主要是氢离子)组成,在太阳系早期撞击地球的小行星所携带的尘埃颗粒表面产生了水。

  澳大利亚科廷大学空间科学技术中心主任菲尔·布兰德表示,与太阳系中的其他岩质行星相比,地球上的水资源非常丰富,海洋覆盖了地球上约70%的表面积。长期以来,科学家一直对水的确切来源感到困惑。

  布兰德说:“现有理论认为,水是在C型小行星(含碳的小行星)形成的最后阶段被带到地球上的。然而,之前对这些小行星的同位素‘指纹’测试发现,平均而言,它们与地球上发现的水不匹配,这意味着至少还有另一个未知的来源。”

  此次研究表明,太阳风在微小的尘埃颗粒表面产生了水,这种同位素较轻的水很可能为地球提供了水源。

“丝川”小行星“丝川”小行星

  S型小行星是以硅为主要成分的小行星,是继C型小行星之后第二大的星群。通过对S型近地小行星“丝川”的微小碎片进行逐个原子分析,研究人员得出了这一新的“太阳风理论”。碎片样本由日本隼鸟号小行星探测器收集,于2010年带回地球。

  位于澳大利亚科廷大学的世界级原子探针断层扫描系统让研究人员能够非常详细地观察“丝川”小行星表面的纳米级尘埃颗粒。他们发现,这些颗粒含有足够的水,如果将其按比例放大,大约等于每立方米岩石含20升水。

  格拉斯哥大学卢克·戴利博士表示,这项研究不仅让科学家们对地球水资源的来源有了了解,还有助于未来的太空任务。

  “宇航员如何在不携带补给的情况下获得足够的水,是未来太空探索的障碍之一。”戴利说,“研究表明,‘丝川’小行星上产生水的太空风化过程,很可能也发生在其他没有空气的行星上,这意味着宇航员或可直接从行星表面的尘埃中制取新鲜的水源,比如在月球上。”

https://finance.sina.com.cn/tech/2021-11-30/doc-ikyamrmy5927246.shtml?cre=tianyi&mod=pchp&loc=19&r=0&rfunc=23&tj=cxvertical_pc_hp&tr=12




https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1314537.html

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