Защитное поле Земли ворует наш воздух

 Область в космосе, которая содержит магнитное поле Земли, известная как магнитосфера, защищает нас от заряженных частиц, исходящих от Солнца. Действуя как барьер перед солнечным ветром, она так же предположительно предотвращает передачу этими частицами достаточного количества энергии молекулам газа в атмосфере, чтобы эти молекулы избежали силу тяжести земной атмосферы.

Но это не совсем всё. На полюсах магнитосфера, возможно, способствует утечке атмосферы, так считает Стас Барабаш, учёный из Шведского института космической физики в Кируне, главный исполнитель исследования для космической программы Venus Express Европейского Космического Агентства. Барабаш основывает своё предположение на измерениях потоков ионов, исходящих от Венеры, Марса и Земли. Есть основания полагать, что у Венеры никогда не было магнитосферы, при этом на Марсе присутствовало магнитное поле, пока оно постепенно не сошло на нет 3.5 миллиарда лет назад.

  Учитывая разницу масс между этими тремя планетами, их атмосферный состав и удалённость от Солнца, Барабаш сравнил скорость потери ионов кислорода у каждой из них. Он сконцентрировался на ионах кислорода, т.к. это самые распространённые ионы в ионосферах всех трёх планет. Он обнаружил, что Земля теряла кислород почти в три раза быстрее, чем другие планеты.

Барбараш подчеркивает, что магнитосфера планеты всегда будет больше, чем сама планета или её атмосфера. Это, объясняет он, означает, что планета с магнитным полем поглощает больше энергии из солнечного ветра, чем, если бы у неё не было магнитного слоя. Эта избыточная энергия направляется воронкообразным потоком к магнитным полюсам, таким образом, молекулы в ионосфере над этими областями ускоряются достаточно для того, чтобы утекать (см. схему). Барбараш представил результаты в этом месяце на Международной конференции по сравнительной планетологии в Нордвейке в Нидерландах.  

Идея поддерживается прошлыми исследованиями магнитосферы, такими как миссия Cluster Европейского Космического Агентства, которые показали, что ионы покидают полюса Земли в два раза быстрее, по сравнению со средней величиной для планеты в целом.

(Фото: NASA / Marshall Space Flight Center (MSFC))

В настоящее время мы испытываем низкую солнечную активность, но более мощный солнечный ветер, когда Земля и Марс были молоды, мог иметь значение в формировании ранних атмосфер этих планет. Барабаш утверждает, что всего 60,000 тонн из тысяч триллионов земных тонн газа теряются каждый год, таким образом, нам не грозит потерять всю атмосферу.