来自地球的神秘闪烁,困惑的卡尔萨加班最终有一个解释

在美国国家航空航天局捕获的这个视图中,太阳闪烁了大气冰晶(以红色圈成红色)'NOAA的史诗乐器'S discovr卫星。图像信用:美国宇航局'戈达德太空飞行中心

回到1993年,Carl Sagan遇到了一个谜题。这 伽利略 宇宙飞船从地球上发现了闪光,没有人能弄清楚他们是什么。他们叫他们‘specular reflections’他们出现在海洋地区,但不会超过土地。

伽利略空间探针在地球的一个重力辅助鹅卵石期间被伽利略空间探针拍摄。伽利略正在前往木星,它的相机回到了大约200万公里的距离看球。这是一个实验的一部分,旨在寻找其他世界的生活。生活世界从远处看起来像什么?为什么不使用地球作为一个例子?

快进至2015年,当时海洋摄影和大气管理(NOAA)发起了 深度空间气候观测所 (Dscover)航天器。 dscover.’工作是轨道轨道距离百万英里之外,并警告我们危险的空间天气。美国宇航局在DSCOVER上拥有一个强大的仪器,称为地球多色成像相机(史诗。)

每小时,史诗都拍摄地球的阳光侧的图像,这些图像可以看出 史诗网站 。 (检查出来,它’S超酷。)人们开始注意到同样的闪光Sagan Saw,数百人在一年内。史诗般的科学家也开始注意到它们。

其中一位科学家是美国宇航局的DSCOVR副项目科学家亚历山大·莫沙克’在马里兰州Greenbelt的戈达德太空飞行中心。起初,他只注意到他们只在海洋地区,与25年前的萨昂相同。只有在Marshak开始调查时,他只是意识到Sagan也见过他们。

回到1993年,Sagan和他的同事写了一个 讨论伽利略的结果’S对地球的检查。这就是他们对他们注意到的反思所说的话:“存在大片蓝色海洋和明显的海岸线,并对图像的密切检查显示了海洋中的[镜像]反射的区域,但不在陆地上。”

Marshak猜测,对闪光可能有一个简单的解释。阳光击中了海洋或湖泊的光滑部分,并直接反射回传感器,就像在镜子中拍摄闪光灯一样。这真的很有谜团吗?

当玛莎和他的同事另一点看看伽利略的图像时,他们发现了1993年的Sagan错过的东西:闪光也出现在陆地上。当他们看着史诗般的图像时,他们发现在陆地上闪烁。因此,像反射海洋的光线一样简单的解释不再在剧中。

“我们发现了很多很明亮的闪光也在陆地上闪烁。” –Alexander Marshak,Dscovr副项目科学家

“我们发现了很多很明亮的土地闪烁,” he said. “当我第一次看到它时,我想也许那里有一些水,或者太阳反射了湖。但闪光很大,所以它不是’t that.”

但是有些东西导致闪光,反射的东西。 Marshak和他的同事们,马里兰大学塔玛瓦莱,巴尔的摩县和密歇根州理工大学亚历山大Kostinski,思考水可能导致闪光的其他方式。

主要候选人是地球中高冰颗粒’大气层。高空卷云云含有微小的冰血小板,几乎完美地对齐。科学家的三人组织做了一些实验来找到闪光的原因,并在a中发表了结果 新文章 发表在地球物理研究信中。

“Lightning doesn’关心太阳和史诗’s location.” –Alexander Marshak,Dscovr副项目科学家

作为他们的研究细节,他们首先编制了史诗在陆地上发现的所有反射闪光;在2015年6月至2016年8月的14个月内,其中866期。如果这些闪光是由反射引起的,那么他们只会出现在地球仪上的位置,其中太阳和地球之间的角度与Dscover航天器和地球之间的角度相匹配。作为编目的866闪亮,他们发现角度确实匹配。

这排除了像闪电的原因一样闪电。但是,当他们继续他们的工作策划角度时,他们来到另一个结论:闪光是在大气中反射水平冰晶的阳光。 DSCOVR上的其他文书确认,反射在大气中来自高处,而不是从表面上的某个地方。

“闪光的来源绝对不是在地面上。它’S绝对是冰,也很可能是水平取向颗粒的太阳反射。”-ALEXANDER MARSHAK,DSCOVR副项目科学家

谜团已揭开。但正如科学的惯例,回答一个问题就会导致其他问题。可以在以某种程度上使用在外产的研究中使用这些闪光?但是’一个用于空间科学界的一个回答。

至于玛莎,他’S地球科学家。他’■调查这些水平冰粒子的常见程度,以及它们在阳光下有什么影响。如果这种影响是可衡量的,那么它可能包含在气候建模中,以试图了解地球如何保留和脱落热量。

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古代锆石有助于揭示早期地球大气

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大约24亿年前,地球’大气层经历了一个巨大的变化,称为“巨大的氧化事件”。从富氧富氧气环境的这种切换可能是对生命产生的责任。然而,科学家非常好奇,关于我们的气氛在形成的星球形成后的气氛也是如此。现在来自纽约州瑞士尔工业技术研究所的纽约天体学中心的研究人员正在使用已知的一些最古老的矿物,以帮助理解地球出现后五百万年可能发生的情况。

在大多数情况下,科学家们已经理论大观,早期大气层由有氧甲烷,一氧化碳,硫化氢和氨主导地位。这种高度减少的混合物导致有限量的氧气,并导致了各种各样的理论,关于寿命在这种敌对环境中可能已经开始。然而,通过仔细看看古代矿物质的氧化水平,Rensselaer的科学家已经证明了早期的气氛是’t like that at all…但持有大量的水,二氧化碳和二氧化硫。

“我们现在可以肯定地说,许多科学家研究地球上生命的起源只是采取了错误的气氛,”Rensselaer科学学院学院学教授Bruce Watson说。

他们怎么能如此确定?他们的研究结果取决于地球的理论’大气层是火山的。每次岩浆都流到表面,它释放出气体。如果它没有’t到顶部,然后它与周围的岩石互动,在那里它很酷,并成为自己的右边的岩石沉积物。这些存款–及其元素建设–允许科学在其形成时绘制精确的条件肖像。

“大多数科学家们争辩说,这种来自岩浆的突出者是对大气的主要投入,”沃森说。 “了解一开始就了解大气的性质,”我们需要确定岩浆中的气体物种供应大气层。“

所有Magma组件中最重要的是锆石–一个矿物近似地球本身。通过确定形成了这些古代锆源的岩浆的氧化水平,科学家能够推断出多少氧气被释放到大气中。

“通过确定创造锆石的磁马的氧化态,我们可以确定最终将进入大气进入大气的气体类型,”天体能源中心的博士后研究人员进行了研究领先作者Dustin Trail。

为了实现他们的工作,团队在实验室设置中设置了烹饪岩浆–这导致了氧化计的创建,以帮助它们比较他们的人工标本对天然锆石。他们的研究还包括一种含有诸于氧化态中的稀土金属的稀土金属的注意力。通过在锆石中露出铈,团队可以自信地在创作后更加氧化。这些新发现将指向大气状态更像是我们现在的情况…为基础生命的新起点设置阶段’在地球上的开始。

“我们的星球是所有生活中出现的阶段,”沃森说。 “我们甚至无法开始谈论地球的生活,直到我们知道这个阶段是什么。由于它们如何影响可以形成的有机分子类型,并且氧气条件是至关重要的。“

尽管“life as we know it”高度依赖于氧气,我们目前的气氛可能是’T.Pawning原始生活的理想模型。它’更有可能是富含甲烷的气氛“具有更多的生物学潜力,可以从无机化合物跳到终生物支持的氨基酸和DNA。”这使得门宽开放,以替代理论,例如粉虱。但是不要’t sell the team’结果短。他们仍然揭示了地球上的气体的开始性,即使他们不’t solve the riddle of the 巨大的氧化事件.

原始故事来源:Rensselaer理工学院新闻发布。

expersy

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地球’S大气层分为几个不同的层。我们生活在对流层,大气层最厚的地方。上面是平流层,然后在那里’S叶圈,热圈,最终整个圈。偏见的顶部标志着地球之间的界线’硕的大气和行星际空间。

expersopher是地球的最外层’大气层。它从海拔高度达到约500公里,达到约10,000公里。在该区域内,大气颗粒可以在撞击大气中的任何其他颗粒之前在弹道轨迹中行进数百公里。颗粒逃离了极端的深层空间。

曝光的较低边界,它与热圈相互作用称为Thermopause。它从海拔高度达到约250-500公里,但其高度取决于太阳能活动的数量。在热门之下,大气的颗粒具有原子碰撞,就像你在气球中发现的那样。但在热门之上,这将切换到纯粹的弹道碰撞。

外面圈的理论顶部边界是190,000公里(半路到月球)。这是来自太阳的太阳辐射克服了地球的重点’在大气粒子上的引力拉动。这已从地球表面检测到约10万公里。大多数科学家认为,10,000公里是地球之间的官方边界’硕的大气和行星际空间。

我们已经写了一些关于地球的文章’今天宇宙的气氛。这里’关于一个关于一个的文章 蒸发的extraSolar星球 ,本文解释说 空间有多远 .

您可以了解更多关于大气层的更多信息,包括来自 NASA的这个页面 .

我们录制了一整整的天文演员谈论地球’s (and it’S大气层)。检查一下, 第51集:地球 .