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李忠东

美国双子星天文台拍下了“红色精灵”和“蓝色喷流”两种闪电对接交织的情景。美国双子座天文台拍摄到了两种闪电，分别是“红色精灵”和“蓝色喷气机”。

在云上跳舞

2021年5月9日凌晨，中国贵阳尚空出现罕见闪电——“红色精灵”。它们像绚烂的红色烟花，在高空中跳动绽放。虽然不是很亮，但是让人感觉很壮观。“红色精灵”是地球大气层顶部的高空放电现象，通常出现在雷雨云的上方。人们只有

只有离开雷雨天气几十公里的地方，观测条件非常好的时候才能看到。它们的存在时间很短，通常不超过0.1秒，最快只有几毫秒，发出的光也很暗淡。

贵阳高空“红色精灵”如绚烂的红色烟花绽放。

普通闪电是带电云之间，带电云与地面建筑物或树木之间，由于电压或电荷的不同而产生的电流释放现象。电流经过的地方，空气体瞬间电离，同时释放出大量能量，于是出现了明亮的闪电。如果电流经过的地方有建筑物、树木等导电性较弱的物体，那么它们就有可能被电流损坏，导致雷击。

“红色精灵”的形成机制与普通闪电完全不同。目前还不清楚。一般认为，电压和电荷的差异是由雷暴云团及其上方的高层大气造成的。还有一种观点认为，“红灵”是雷雨云中的电流向上激发时，与进入大气的部分等离子体气体发生电磁反应而产生的。

“红色精灵”的上部为红色，底部逐渐变为蓝色，通常是树根或水母的形状。下端有许多流光般的丝线垂下，宽约5至10公里。因为它像幽灵一样难以捉摸，所以被科学家称为“红色精灵”。1989年7月6日，美国明尼苏达大学的科学家首次拍摄到这种不可思议的闪烁光。从那以后，世界各地都报道了观察到的记录。2001年，“红色精灵”出现在中国福建省。同年，在阿里山气象台，台湾国立成功大学物理系副教授苏和软件工程师用高灵敏度黑白CCD相机成功拍摄了10多张“红色精灵”的高清图像。

除了“红色精灵”，还有一种更为罕见的闪电——“蓝色喷气机”。它就像一架超大型蓝色喷气式飞机，向上发射，几乎到达大气层的边缘。这种闪电从积雨云的顶部延伸到电离层。它的速度比普通闪电从云到地的速度快40多倍，表面温度极高。关于“蓝色喷气机”的起源，科学界一直存在分歧。欧洲航天局的宇航员安德烈亚斯·摩根森(Andreas morgensen)负责用国际站空的超高灵敏度相机拍摄活动雷暴，方便科学家研究。国际空站的轨道高度只有397公里，地面的变化时时刻刻都能观察清楚。捕捉到的图像是理解这种彩色闪电的最佳信息。2015年，安德烈亚斯·摩根森(Andreas morgensen)在空穿越孟加拉湾时，捕捉到了“蓝色喷气式飞机”在云层上方跳舞的奇怪视频。

“蓝色急流”是一种细锥形、峰向上的放电急流，从积雨云顶部一直延伸到离地40 ~ 50公里的电离层。与“红色精灵”不同，它们不是由闪电直接引起的，但似乎与雷暴中的强冰雹现象有关。蓝色jets比红色Elf更亮，它的蓝色可能来自氮分子的发射光谱。1989年10月21日空一架经过澳大利亚的航天飞机首次观测到了它。截至2007年，国际学术界只有不到100张蓝色喷气机的照片，其中大部分是1994年阿拉斯加大学的一个研究小组在观察蓝色喷气机时拍摄的。

通常情况下，人们在地面上观测到的闪电是从云层向地面传输的，而“蓝色喷流”的传输方向正好相反，让很多人误以为是外星人入侵或者是地球在向深处传输信号空。其实这是一种自然现象。丹麦空研究所的科学家研究了安德烈亚斯·摩根森在国际空站拍摄的视频中难以捉摸的特征。在他们的研究报告中，他们表示，在160秒的视频剪辑中，观察到了245次“蓝色射流”放电，相当于每分钟约90次蓝色闪光。巨大的“蓝色喷气机”大约有18公里长，在视频中的某一点，闪电达到40公里长。同时，研究人员还发现了“红色精灵”存在的证据。

通常情况下，“红色精灵”和“蓝色喷流”不会一起出现，绝大多数时候只有其中的一种。相较而言，“红色精灵”出现的次数会多一些。“蓝色喷流”大多只能在空间站中才能观测到。不过，据外媒《商业内幕》报道，不久前，位于夏威夷的美国双子星天文台在莫纳克亚火山附近捕获到了“红色精灵”和“蓝色喷流”对接交织在一起“亲吻”的景象，这是迄今人类拍摄到的屈指可数的两种罕见闪电同时出现的场景。

“红色精灵”像绚丽的红色烟花盛放在贵阳高空中。通常，“红色精灵”和“蓝色喷气机”不会一起出现。很多时候，他们只有一个。相比较而言，“红色精灵”出现的次数会更多。大多数“蓝色喷流”只能在空站观测到。然而，据外媒《商业内幕》报道，不久前，美国夏威夷双子座天文台在莫纳克山附近捕捉到了“红色精灵”和“蓝色喷气机”对接交织“接吻”的场景，这是人类同时拍摄到的为数不多的两次罕见闪电的场景之一。贵阳高空“红色精灵”如绚烂的红色烟花绽放。

“红色精灵”上半部分呈红色，底部渐变为蓝色，通常呈树根或者水母状，下端有很多垂下的飘带一样的丝线状物。“红色精灵”的上部呈红色，底部逐渐变为蓝色，通常呈树根或水母的形状，下端有许多流光般的丝线垂下。

宇航员安德烈亚斯·摩根森在国际空间站拍摄到一段奇特的“蓝色喷流”在云层上方跳舞的视频。宇航员安德烈亚斯·摩根森(Andreas morgensen)在国际站空捕捉到了“蓝色喷气机”在云层上方跳舞的奇怪视频。

帮助地球上生命的诞生。

几个世纪以来，寻找地球生命的起源一直是科学家们孜孜不倦研究的科学难题。到目前为止，有一个共识是地球早期通过天体撞击收获了大量地外空矿物，主要是陨石。地球上的活性磷大部分储存在不溶性矿物中，这意味着生命的出现与地外天体的撞击有关。

然而，根据美国耶鲁大学的一项最新研究，闪电在地球生命的诞生中扮演着同样重要的角色。生成的闪电熔岩中含有大量活性磷陨石，其中的磷可以形成有机分子，从而有助于地球生命的出现。2021年3月16日，英国《自然·通讯》杂志发表了这项研究的论文。作者本杰明·赫斯(Benjamin Hess)认为，地球上生命的出现取决于必需元素的精确调和，其中一种元素是“生物可利用磷”(或“活性磷”)，它是DNA、RNA和细胞膜脂质的关键成分。首次证明闪电很可能是生命形成期地球上活性磷的重要来源。如果大气条件有利于闪电的产生，那么生命形成所必需的元素就可以被输送到星球表面。

这一发现来自于闪电熔岩的样本，闪电熔岩是闪电在瞬间高温作用下生成的一种类似玻璃的岩石，极为罕见。本杰明·赫斯(Benjamin Hess)在英国利兹大学(Leeds University)读本科时，曾和导师一起研究过这个原始的闪电熔岩样本。原本他们想弄清楚这种岩石是如何形成的，却意外发现岩石样本中含有大量罕见的陨石磷块岩，名为schreibersite。

在地球形成的早期，当天体撞击地球时，磷被带到了地球。很多人推测地球上的生命起源于地表的浅水区，大多数模拟生命起源的模型都是基于陨石可以携带少量陨石的假设。然而，本杰明·赫斯的研究小组提出，磷存在于大量不溶于水的矿物质中，这与生命的起源相去甚远。陨石是个例外，它溶于水。地球早期闪电频发，这意味着地表生命起源所需的磷不仅来自天体撞击。闪电可以使物体表面温度上升到近2760℃，从而形成以前不存在的新矿物，在地球上创造出闪电熔岩。使用一系列光谱技术，他们检测到由一些被闪电击中的富含粘土的土壤形成的玻璃状矿物含有陨石。

在掌握了闪电可以制造富含磷的陨石的初步证据后，研究人员接下来要计算的是，早期地球上坠落的闪电是否足以将大量的磷释放到环境中。他们模拟了地球早期的大气条件，指出45亿年前月球形成后，撞击地球的天体数量开始减少，但闪电频繁。为了估算地球生命的关键时期发生了多少次雷击，研究小组还进行了计算机建模。他们发现，地球上每年可能发生10亿到50亿次这样的雷击，其中100到10亿次击中地面。光是闪电就能让地球每年获得110 ~ 11000公斤的闪电熔岩。在有水的情况下，闪电熔岩可能会释放出能够参与化学反应的磷。据研究人员估计，大约35亿年前，闪电产生的水中可溶磷量超过了陨石产生的磷量，在那段时间，地球上出现了已知最早的生命。

本杰明·赫斯的这项研究，并不否认陨石是地球上磷元素的一个来源，但与陨石影响随时间流逝呈指数级下降不同，闪电可以在行星历史中长期存在，向其他类地行星提供生命起源所需的磷元素。