一项研究分析了来自二十年前的观测数据 ， 提出了一个惊人的观点：地球大气层一直延伸到约 63 万千米处 ， 月球也被包裹在大气层中 。
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撰文 张琪雅
编辑 戚译引
不管你还记不记得地理课本上对大气层的具体定义 ， 你一定会觉得这个定义简直不可思议 。 不过 ， 地球大气层的定义一向有着诸多争议 ， 没准地理课本只是选了一个好记的（大雾） 。
“航空”和“航天”的分界线根据国际航空联合会（Fédération Aéronautique Internationale）的定义 ， 海拔 100km 高度为卡门线（Kármán line） ， 这是从“航空”过渡到“航天”的界线 。 当航天器发射后 ， 为了保持飞行状态 ， 飞船需要持续加速 ， 直至切线方向上的速度达到第一宇宙速度后 ， 航天器便可环绕地球飞行 。 而飞行器达到第一宇宙速度时 ， 所处的高度差不多就是 100km 。
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极光就产生在卡门线附近 ， 海拔大约在 90～150 km 之间 | 图源：Pixabay
然而 ， 关于卡门线高度的争议却从未停止 。 有人统计了从 1951 年到 1962 年间出现的大约 30 种关于卡门线高度的不同意见 ， 边界高度的定义范围从海拔 20km 到 400km ， 其中大部分的值位于 75-100km 之间 。 哈佛-史密森尼天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的天体物理学家 Jonathan McDowell 认为卡门线的高度应该是 80km ， 在 2018 年发表的一篇论文中 ， 他分析了 43000 颗卫星的超过 9000 万个点坐标轨道数据 ， 发现有 50 颗卫星可在 80km 的高度绕行地球 。 McDowell 提出的定义也得到了一些研究人员的支持 。
卡门线的定义其实不完全是一个科学问题 。 在这样的空间边界以下 ， 可以说这部分的空域属于在其下方的国家；而在空间边界以上 ， 理论上是允许各国卫星自由飞行的 。 因此 ， 对卡门线的定义多少会受到政治诉求的影响 。
太阳有日冕 ， 地球有地冕天文学家试图用更加普适的标准来定义地球大气层 ， 然而地球的大气层实际上比想象中更复杂 ， 远远不是一条线所能界定 。
天文学家 Lyman Spitzer 首次提出“散逸层”（exosphere）的概念 ， 他指出 ， 如果不是因为这一层大气温度较高 ， 使得较轻的气体逃逸 ， 那么地球大气中的氦气含量会比现实中要高得多 。
这一大气区域也被称为地冕（geocorona） 。 我们都知道日冕 ， 它是太阳大气的最外层 ， 由很稀薄的完全电离的等离子体所组成 ， 可以分为内冕、中冕和外冕三个层次 。 而地冕与其相似 ， 它以电中性的氢原子为主要成分 ， 是地球大气逸散层的一部分 。 也就说是 ， 在地球的大气层与外太空交界的区域 ， 有一片“氢原子云” ， 我们定义为地冕 。
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