ما مقدار الأكسجين الذي يفقده كوكبنا؟

قياس الصواريخ التحقيق في التدفق الغامض للغازات في الفضاء

يقع Spitsbergen تحت منطقة في المجال المغنطيسي للأرض ، يمكن من خلالها هرب كمية كبيرة من الأكسجين إلى الفضاء. © وكالة ناسا / أحمد غالب
قراءة بصوت عال

تسرب غامض: الغلاف الجوي للأرض "يتسرب" - يفقد الكثير من الأوكسجين يوميًا إلى الفضاء المحيط. ما مدى دقة حدوث هذا التدفق الخارجي وما هو الدور الذي تلعبه أضواء قطبية معينة في هذا المجال ، يبحث باحثو ناسا حاليًا على Spitsbergen بالصواريخ. وللمرة الأولى ، يتعين عليهم تحديد مقدار الأكسجين المفقود على وجه الأرض بدقة أكبر - وهناك نتائج أولية.

جو كوكبنا هو شرط أساسي مهم للحياة. على الرغم من المجال المغناطيسي الوقائي ، يتعرض غلاف الغاز الأرضي أيضًا لتأثيرات من الفضاء الخارجي. وينتج عن ذلك نشر كميات أقل من الغازات باستمرار - ما لا يقل عن عدة مئات إلى ألف طن في اليوم. على الرغم من أن العمليات البيولوجية مثل التمثيل الضوئي للنباتات تضمن تعويض هذه الخسارة إلى حد كبير. ومع ذلك ، فإن الغلاف الجوي يفقد كتلته ببطء.

الشيء الغامض ، مع ذلك ، هو أن الأكسجين هو في الواقع غاز ثقيل نسبيًا - وبالتالي يجب أن يتم التقاطه بواسطة جاذبية الأرض. يقول دوغلاس رولاند من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: "للهروب من خطورة الأرض ، سيتعين على الأكسجين إنتاج حوالي مائة ضعف الطاقة التي يتمتع بها الغاز عادة". "لذلك ينبغي أن يفلت من كميات صغيرة فقط من الأكسجين."

أضواء القطبية ونوافير الأكسجين

ولكن لا يبدو أن هذا هو الحال: عندما أجرى العلماء قياساتهم الأولى في الغلاف الجوي العلوي وعلى الحدود إلى الفضاء في الستينيات والسبعينيات ، اكتشفوا أن هناك الكثير من الأكسجين أكثر مما كان متوقعًا. "لكن كيف وصل إلى هناك؟ تحتاج إلى عمليات معينة توفر للأوكسجين طاقة كافية للوصول إلى تلك المرتفعات والهروب "، كما يقول رولاند.

تفسيرا لهذا اللغز ، وجد العلماء قبل بضع سنوات: الأنوار القطبية. لأن هذه لا تنتج فقط ظواهر مضيئة رائعة في السماء ، فهي تجلب أيضًا جزيئات غنية بالطاقة وتيارات كهربائية تسخن الغلاف الجوي العلوي. هذه الحرارة كافية في بعض الأماكن لمنح الأكسجين دفعة الطاقة اللازمة. على الجانب الليلي من الأرض وبالقرب من القطبين ، يمكن لأورورز أن تنفخ النوافير الحقيقية من الغازات الجوية إلى الفضاء ، كما أظهرت القياسات. عرض

من Spitsbergen إلى منطقة التسرب

ولكن ماذا عن صفحة العلامات؟ هل هذه نوافير الأكسجين موجودة أيضًا؟ لمعرفة ذلك ، أطلق باحثو ناسا صاروخ قياس أول في All كجزء من مشروع VISIONS-2 من Spitsbergen. إنه يقيس تركيزات الغاز ، وتدفقات الجسيمات والمعلمات الكهربائية ، وبالتالي يمكنه تقديم بيانات حول ما يحدث هناك. الصاروخ الثاني هو أن يتبع قريبا.

في قطبين بالقرب من المجال المغناطيسي للأرض ، توجد اتصالات بالفضاء ، ما يسمى بـ "الحلقات القطبية". مركز أندية للفضاء / تروند أبراهامسن

العامل الحاسم: يقع Spitsbergen مباشرة تقريبًا تحت بوابة قطبية في المجال المغنطيسي الأرضي ، ما يسمى Cusp القطبية. في هذه المنطقة ، يمكن لجزيئات الرياح الشمسية اختراق أكثر من أي مكان آخر في الغلاف الجوي للأرض. سيؤدي ذلك أيضًا إلى إنتاج أضواء قطبية خلال اليوم وبالتالي "فتحات" ممكنة للأكسجين الموجود في الغلاف الجوي. ويشتبه الباحثون في أن هذه الجسور المغناطيسية القطبية يمكن أن تعطي الكثير من الأكسجين في الفضاء.

"نافورة الغلاف الجوي" أيضا على صفحة النهار

يبدو أن النتائج الأولية من صاروخ القياس الأول تؤكد ذلك: "أعتقد أننا رأينا" الخط الجوي "في البيانات ،" يقول رولاند. ولكن لا تزال هناك حاجة لمزيد من التحليلات. يهتم الباحثون أيضًا بفهم الاختلافات بين التسربات في الجانب الليلي من الأرض وفقدان الغاز عند القمة القطبية في الجانب النهاري.

يقول رولاند: "إن تدفق أيون في قمة الرأس هذه اليوم يكون أكثر ثباتًا ولديه طاقة أقل من الجانب الليلي". "بالإضافة إلى ذلك ، تختلف الظروف في هذه المنطقة عن التسريبات الجانبية - لذلك نحن نبحث عن أوجه التشابه والاختلاف. إن نتائج هذه القياسات المستمرة ليست مهمة فقط لكوكبنا ، ولكنها قد تساعد أيضًا في فهم تطور الكواكب الخارجية أو حتى جارنا المريخ بشكل أفضل.

المصدر: ناسا / GSFC

- ناديا بودبريجار