記者12日獲悉,，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所高佳維博士后與其合作導(dǎo)師戎昭金研究員,、魏勇研究員等首次刻畫了火星電離層中的磁場(chǎng)和電流分布特征。相關(guān)研究論文近日發(fā)表在《自然·通訊》上,。

　　與地球一樣,，火星也存在大氣,，存在由太陽(yáng)電磁輻射加熱驅(qū)動(dòng)的高層大氣潮汐風(fēng)場(chǎng)及電離層,。但與地球不同的是,，火星沒有全球性的偶極磁場(chǎng)，卻廣泛分布著較強(qiáng)的巖石剩磁,。外部太陽(yáng)風(fēng)會(huì)直接與火星大氣或電離層發(fā)生相互作用,。

　　那么，火星是否也存在與地球類似的電離層電流?假若存在,，其物理成因是否也與地球電離層電流的一樣?

　　此前,，有不少學(xué)者推測(cè)火星應(yīng)該存在類似地球一樣的電離層電流體系。有人提出火星的電離層電流體系是由電離層上面的太陽(yáng)風(fēng)驅(qū)動(dòng),。也有人提出,，火星高層大氣的中性風(fēng)場(chǎng)會(huì)驅(qū)動(dòng)電離層電流,。“包括我國(guó)祝融號(hào)在內(nèi)的火星表面磁場(chǎng)探測(cè)器的觀測(cè)數(shù)據(jù)都證實(shí)了火星表面磁場(chǎng)是存在著日變化的,，但目前人們依舊缺乏對(duì)火星電離層磁場(chǎng)或電流的直接認(rèn)識(shí)?！比终呀鹫f(shuō),，“為了了解火星電離層電流的真實(shí)分布特征，我們開展了此次研究,?！?/p>

　　為了避免巖石剩磁對(duì)空間電流體系的干擾，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)MAVEN衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算了電離層中電流,、電場(chǎng)的分布規(guī)律,。結(jié)果表明，火星電離層電流主要沿著水平方向分布,，而垂直方向電流強(qiáng)度較小,。

　　研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，火星電離層中同時(shí)存在著兩種電流體系,。一種是由電離層上方的太陽(yáng)風(fēng)直接驅(qū)動(dòng)的電流,，其主要沿著太陽(yáng)風(fēng)電場(chǎng)的方向，并呈現(xiàn)出晨昏不對(duì)稱性,。另一種是由電離層下方的中性潮汐風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的電流,，其分布與火星大氣中性風(fēng)場(chǎng)的分布形態(tài)近似相同，由晨側(cè)赤道處沿高緯度傳輸至昏側(cè)赤道處,，并伴有季節(jié)性的電流強(qiáng)度變化,。

　　此外，他們還提出了一種利用電離層電流來(lái)反演火星大氣平均風(fēng)場(chǎng)的方法,，其結(jié)果與火星大氣環(huán)流模式導(dǎo)出的風(fēng)場(chǎng)結(jié)果在全球分布上非常接近,，證明了利用衛(wèi)星磁場(chǎng)數(shù)據(jù)反演大氣風(fēng)場(chǎng)的可行性。

　　此次研究有助于深入理解太陽(yáng)與火星之間的物質(zhì)能量交換過程,，以及火星大氣離子的加速和逃逸機(jī)制,。“此外,，還可增進(jìn)對(duì)非磁化行星空間環(huán)境形成機(jī)理的理解,，對(duì)研究諸如金星、泰坦以及系外行星的空間環(huán)境也有一定啟示意義,?！闭撐牡谝蛔髡吒呒丫S表示。(記者 代小佩)

編輯：周大為