地球等离子体层月潮信号首次被发现

IT之家 1 月 29 日消息，据中国科学院地质与地球物理研究所网站，作为地球唯一的天然卫星，月球对地球生态环境以及人类活动都有重要的影响，千百年来月球本身和地月相互作用等问题一直受到人们的广泛关注。

中国科学院地质与地球物理研究所、山东大学等国内外多个单位的科研人员，利用包括我国嫦娥三号在内的多颗卫星观测数据，通过分析等离子体层顶位置随月相的变化情况，首次观测到地球等离子体层中存在月球潮汐信号。

▲海洋潮汐（蓝色部分）与等离子层顶潮汐（橙色部分）对比 | 图源：中国科学院地质与地球物理研究所网站

科研团队表示，月球对地球最直接的影响就是潮汐效应，其中最具代表性的是海洋潮汐，除此之外，人们在地壳、大气和电离层等不同高度区域都频繁地观测到月球潮汐现象。以上这些区域中的物质以固、液、气三态为主导，其中的月潮特征是由月球引力直接导致的，且大都以半日和半月周期变化为主。但在更为广袤的地球磁层中，物质以稀薄的第四态 —— 等离子体形态存在，其中的引力作用往往因其远小于电磁力而被忽略，那里是否还会存在月球潮汐信号？人们对此还不清楚。

研究通过分析国内外近 40 年来十余颗卫星（包括中国嫦娥三号，美国 THEMIS 以及欧洲 Cluster 等）穿越地球磁层“冷等离子体海洋”（即等离子体层）的数据，首次发现等离子体层顶（即等离子体层的外边界）的位置存在清晰的月潮变化。这个潮汐信号的最大振幅约为 800 km。研究表明，这是引力和电磁力的共同作用，导致了等离子层顶潮汐信号特征显著区别于近地面区域仅由引力引起的潮汐信号。

据介绍，这一新发现更新了人们对潮汐现象的认知，也表明月球对近地空间环境的作用比以前人们设想的更为重要，拓展了对地月系统相互作用的理解，并有助于进一步研究其他行星系统中卫星和行星的相互作用过程。IT之家了解到，该研究成果发表于国际学术期刊《自然・物理学（Nature Physics）》。