250年前東亞天空突然變紅9天,如果是現在,至少損失14萬億元!

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在1770年,東亞的天空中出現瞭此前人們並未見過的紅光,這個異常的現象被記錄下來。250年後,天文學傢的研究表明,當年天空中的紅光其實是紅色極光。

但我們知道,極光都是出現在高緯度地區,為什麼緯度不高的東亞會出現極光呢?

關於這個問題,先來簡單瞭解一下極光的產生原理。

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地球周圍存在一個巨大的磁場,磁極位於地理南北極附近。太陽會向外釋放出速度非常快的高能帶電粒子(等離子體),形成太陽風。當這些帶電粒子抵達地球時,它們會被地球磁場偏轉到兩極,然後進入距離地表大約80公裡的高層大氣中。

來自太陽的高能粒子與地球大氣中的分子發生碰撞,作為大氣中的主要成分,氧和氮首當其沖。氧和氮原子吸收能量之後,電子會被激發。由於不穩定,電子又會回到基態,由此會發出綠光和紅光,這樣就會產生絢麗的極光。

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在大部分情況下,太陽產生的帶電粒子會被地磁場引導到兩極,所以隻有在高緯度地區(偏離地磁極10度至20度)才能看見極光。

然而,在某些時候,太陽會出現大規模爆發,產生強烈的耀斑,釋放出超級太陽風暴。當這些大規模高能帶電粒子抵達地球時,就有可能導致低緯度的上空出現極光。

長久以來,出現在1859年的卡靈頓事件被認為是已知最猛烈的超級太陽風暴。當年,天文學傢卡林頓發現,太陽上出現瞭大規模的耀斑和太陽黑子。大量的高能粒子以極高的速度被釋放出來,它們隻用不到18小時的時間就能抵達地球,其速度比普通的太陽風快瞭3倍以上。

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這場太陽風引發瞭地球上的地磁風暴,導致全球很多地方都出現瞭極光,人們甚至在北緯20度的地方看到瞭照亮天空的極光。此次事件還造成無線電報系統出現故障,電報機和電報塔架著火,無法正常收發無線電波。

而日本大阪大學的天文學傢通過研究發現[1],此前還出現過更強的超級太陽風暴。根據日本古畫和文獻的記載,1770年的京都上空連續9天出現瞭紅色光芒。而當時記錄到的太陽黑子表明,太陽黑子的規模遠大於平常,這意味著當時的太陽十分活躍。

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由此可見,當年的紅光是由一場超級太陽風暴引發的極光。那場極光持續瞭9天,而卡林頓事件隻持續瞭兩天,這意味著250年前的那場超級太陽風暴規模更大。

盡管當年的超級太陽風暴十分強烈,但對於當時的人們並沒有什麼影響。但如果這起事件發生在今天,將會造成極為嚴重的後果,電網、通信等都會遭受嚴重的打擊,造成的損失估計超過14萬億元。

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​不過,天文學傢估計當年那種規模的超級太陽風暴十分罕見,平均五個世紀才會發生一次,這意味著每100年發生一次的概率為1/5。目前,距離上一次太陽大爆發已經過去瞭161年。未來,我們需要持續關註太陽的動態,謹防人類的現代文明遭受破壞。

參考文獻

[1] Ryuho Kataoka, Kiyomi Iwahashi. Inclined zenith aurora over Kyoto on 17 September 1770: Graphical evidence of extreme magnetic storm, Space Weather, 2017, 15, 1314-1320.

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