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尽管我们都说人类在改造地球，但是你可能万万想不到人类对地球的改造或许已经超出想象，甚至在太空中都进行了改造。我们今天说的太空环境改造绝不仅仅是发射人造卫星那么简单，甚至还包括在地球周围制造了跨幅数万公里的巨大保护罩。而这个所谓的保护罩还不是科幻电影里人类刻意为了抵御外星人建造的巨盾，而是我们在无意之中制造的。大家好，我是涛涛随记，请接着往下看。
范艾伦辐射带。早在1958年美国物理学家詹姆斯范艾伦和他的同事意外发现了两个环绕地球运行的高速粒子辐射带。这两个辐射带完全受地球磁场的控制，接下来的发现表明他们的成因与人类活动有着密切的关系，是人类在无意中制造出来的巨大屏障。这两个辐射带就是范艾伦辐射带。而这里提到的范艾伦辐射带一共有两层一般认为分布在南北纬40度到50度之间。其中内层也叫内带，从地表以上640公里处一直延伸到9600公里的高空。而外层也叫外带，更加广阔，覆盖范围从地表以上13500公里延伸到58000公里。二者之间还有一个范艾伦带缝。和内层、外带都充斥着高能粒子不同，范艾伦带缝隙里的辐射非常少。
近几年，科学家们又在地球上空发现了第三个范艾伦带。和前两个不同，这个范艾伦带并不持续存在，只是偶尔出现，所以有时候会被忽略。自从范艾伦带被发现以来，科学家们就对他产生了浓厚的兴趣。迄今为止，已经有不下于1000名科研人员对范艾伦带进行过研究。 2012年，NASA还专门发射了一组双胞胎卫星探测器范艾伦探测器，对范艾伦带进行深入的研究。这两个卫星重量都不到700公斤，以每小时3200公斤的速度在范艾伦带内穿梭。通过彼此之间的相互配合，两个卫星在几年的服役时间里给科学家们提供了大量宝贵的信息。
研究表明范艾伦辐射带是在地球附近的近层宇宙空间中包围着地球的大量带电粒子聚集而成的轮胎状辐射层。范艾伦带粒子的主要来源是被地球磁场俘获的太阳风粒子。这些带电粒子在范艾伦带两转折点间来回运动。当太阳发生磁暴时，地球磁层受扰动变形，而局限在范艾伦带的高能带电粒子大量泄出，并随磁力线与地球的极区进入大气层，激发空气分子产生美丽的极光。但实际上，由于高速粒子携带的能量比较大，因此范艾伦带在一开始对于人类来说不是一个好消息。甚至有的时候当哈勃太空望远镜路过范艾伦带时，科学家都会临时将其关闭，避免受到伤害。而这两个范艾伦探测器当真是明知山有虎，偏向虎山行，在高能粒子流中殊死奋战，取得了一系列的发现。结果表明虽然对人类探测器可能会有些影响，但从某种角度来说，范艾伦带也在拯救人类。
长期以来，每当提起人类对于自然的改造，伴随着的总是野生动植物水生火热、自然环境被严重破坏等等负面的消息。不过随着科学家对范艾伦带的了解越来越深，们似乎也终于为自然做了点好事。2017年，范艾伦探测器在监视地磁场中带电粒子的运动情况的时候，发现一些奇怪的现象。那些危险的来自于太阳的高能粒子在靠近地球时被一种神秘的低频屏障给阻拦了。进一步的观测表明，这种低频屏障在长时间里始终在推动着范艾伦带，使其向外扩张，和20世纪60年代相比，太空中的辐射流下限已经离地球越来越远了。 科学家指出范艾伦带对于抵御太阳辐射的高能粒子有着重要的作用，在很大程度上降低了高能粒子对地球的伤害。值得注意的是在太阳活动强度提升的时候，范艾伦带也会膨胀，就好像有意提升自己的战斗力来应对更加棘手的敌人一样。在太阳风最强烈的时候，外带甚至可以膨胀100倍，将人类的航天器包裹进来，防止它们被太阳辐射所伤害。可以说范艾伦带的出现纯属是人类的无心插柳。科学家认为范艾伦带对于人类和电子设备的保护和甚低频VLF无线电通信有着密切的关系。
那么VLF又是什么呢？甚低频无线电通信。我们的生活中很少听到VLF，是因为他们确实和我们的日常生活距离比较遥远。不过他在一些科学工程领域应用比较多，尤其是在军事上被广泛应用在雷达、潜水艇等方面。我们知道电磁波的频率与波长成反比，同时与其能量成正比。甚低频的波段在3k和30k赫兹之间，相对来说非常弱，所以对于我们的日常生活来说用处不大。不过凭借着波长的优势，VLF在潜艇上可以大显神威，可以绕过较大的障碍物，也可以在复杂地形中实现信号的传输。VLF所产生的影响绝不仅仅限于海面以下，它甚至可以把势力力延伸到大气层以外的太空之中。 早在2017年的时候，马萨诸塞州麻省生理工学院海斯塔克天文台的菲尔艾里克森就指出一系列的实验和观测结果都已经表明在某些条件下VLFf频率范围内的无线电通信信号确实可以对地球周围的高能辐射环境产生影响。VLF甚至还滞留在了地球大气层以外的区域，形成一个巨大的气泡，而根据范艾伦探测器的观测数据，这个VLFvf气泡和地球辐射带的边界竟然高度吻合，这意味着VLF信号的确可以对范艾伦带内带电粒子的运动造成影响，同时也给地球增加了一道防护罩。
尽管人类的无心插柳给自己无形之间铸造了一个巨大的屏障，但我们也不能为此而感到麻痹和满足。毕竟从更多角度来看，人类的活动仍然给自然界带来了大量负面的影响。同样是在太空，目前有无数的太空垃圾在围绕地球运行，这也是人类造成的后果，其危害同样让我们无法忽视。人类要做的就是改善和保护我们的地球而不是破坏我们的地球。总之希望像这样可以保护地球的范艾伦伦带在未来会越来越多吧。 |
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