来看一场大自然的“灯光秀”

黄增强

在地球两极附近地区晴朗的夜空，人们常常会见到五彩缤纷、形状不一、绮丽无比的光辉。它有时出现的时间极短，犹如节日的焰火在空中闪现一下就消失得无影无踪;有时它可以在苍穹中辉映几个小时。它异常光亮，甚至可以掩去星月的光辉。它的色彩有红的、蓝的、绿的、白的、紫的和玫瑰红的。它的形状有时像空中飘舞的彩带，有时宛如一团跳动的火焰，有时又好似一块五光十色的巨大银幕。这种大自然的“火树银花不夜天”的景象被称作极光。

自古以来，人类就对神秘的极光有极大的兴趣。公元前679年至公元前655年的亚述王朝时期，古巴比伦的天文学家在楔形文字石板上就记录了被认为是世界上最早的极光事件。

最近，加拿大天文学家马里努斯·安东尼·范-德-斯鲁伊斯和日本名古屋大学天文学家早川尚志，在对我国一部古代编年史文献《古本竹书纪年》一书的研究中，发现了一个关于极光天象事件的记载。这部《古本竹书纪年》是按年代编写的，记载的是夏、商、周和春秋战国的历史。除了记录历史事件之外，这部书还记载了一些天象事件，其中有一条是这样描述的：“周昭王末年，夜清，五色光贯紫微，其王南巡不返。”这一极光天象事件发生的时间距今已有3000年左右，比古巴比伦的天文学家在楔形文字石板上记录的极光事件，大约早了300多年。

何为极光？它是怎样产生的？ 所谓极光，指的是发生在极地高磁纬地区上空的一种绚丽多彩的发光现象。极光一直是人们猜测和探索的天象之谜。从前，因纽特人以为那是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬。13世纪时，人们认为那是格陵兰冰原反射的光。到了17世纪，人们才称它为北极光——北极曙光（在南极见到的同样的光称为南极光）。

19世纪以来，人们对极光有了更加深刻的研究和了解。1890年，挪威物理学家柏克兰认为，离地球1.5亿千米的太阳几乎在连续不断地向地球放射物质点。而离地球5万千米至6.5万千米以外有一层磁场将地球罩住，当太阳的质点直射这层磁场而被挡住时，它便向地球四周扩散，寻找钻入磁场的空隙，结果约有1%的质点钻入北磁极附近的大气层。每颗太阳质点含有约1000伏特的电力，它们在100千米外的高空大气层中与原子，以及多半由氧和氮构成的分子相遇，原子吸收了太阳质点所含的一部分能量时，立即又将能量释放出来产生极强的光，氧发出绿色和红色的光，氮则发出紫色、蓝色和一些深红色的光，这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象。

极光现象大多发生在南北两极，因为地球本身是个大磁石，而地磁的两极非常接近地理上的两极。正如指南针总是指向南方一样，太阳送来的粒子流接近地球时，在磁场影响下，以螺旋形的运动方式飞向两个磁极。出现在南极的叫南极光，出现在北极的叫北极光。极光不仅在地球上出现，在太阳系中其他有磁场的行星上也会出现。

极光很美，被不少人称作大自然的“灯光秀”。但是要欣赏到心仪的极光，必须选择最佳的时间和地点。在南北极圈，每年的3月至9月（南半球的冬季）和每年的9月至次年的3月（北半球的冬季）是欣赏极光的最佳时间。

在南半球的南极圈，新西兰南部的斯图尔特岛由于地处偏远，少光害，是欣赏南极光的最理想之地。乌斯怀亚是阿根廷最南端的城市，与南极洲仅有800千米之遥。乌斯怀亚依山傍海，是欣赏南极光的最佳地点。

在北半球的北极圈，冰岛这个国家处于北极圈的极光带上，是世界上360°无死角能看到北极光的地方。美国阿拉斯加的费尔班克斯，一年中有200多天可以看到极光，被称为北极光首都。此外，我国黑龙江省漠河市的北极村，处于北纬53°以上的高緯度地区，是全国观赏北极光的最佳位置。

极光壮观美丽，且具有观赏价值，但它给人类带来的影响和危害极大。极光爆发期间所产生的强力电流具有强大的破坏力，它在地球大气层中投放的能量常常搅乱无线电和雷达的信号，它产生的强力电流甚至能使电力传输线受到严重干扰，使某些地区暂时失去电力供应。

针对极光给人类带来的影响，许多科学家正在对极光进行更加深入的研究。因为极光有许多研究的价值，如通过分析极光谱，可以了解沉降粒子束来源、粒子种类、能量大小、地球磁尾的结构、地球磁场与行星磁场的相互作用，以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。

当然，对极光奥秘的研究之路还很长，还有许多没有解开的极光之谜。把极光研究透彻，积极利用极光产生的能量为人类造福，是当今科学界的一项重要使命。