不是科幻片，地球被“人造保护罩”所包围，科学家：纯属意外

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……

范艾伦辐射带

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， 它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。

范艾伦辐射带一共有两层，一般认为分布在南北纬40°-50°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、外层都充斥着高能粒子不同，范艾伦带缝里辐射非常少。

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。

范艾伦探测器

自从范艾伦带被发现以来，科学家们就对它产生了浓厚的兴趣。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公里的速度在范艾伦带内穿梭。通过彼此之间的相互配合，两颗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。

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，避免遭到伤害。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，但从某些角度来看，范艾伦带也在拯救人类。

人类的护盾

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深火热、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入，我们似乎也终于“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，发现了一些奇怪的现象，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（VLF）无线电通信

我们的生活中很少听到VLF，这是因为它确实和我们的日常生活距离比较遥远。不过，它在一些科学、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-30K赫兹之间，相对来说非常弱，所以对于我们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，马萨诸塞州麻省理工学院海斯塔克天文台的Phil Erickson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，VLF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，形成了一个巨大的气泡。而根据范艾伦探测器的观测数据，这个VLF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。毕竟从更多的角度来看，人类的活动仍然给自然界带来了大量的负面影响。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，就是更多地、有意地制造那些能够改善和保护我们地球的影响，而不是破坏我们的环境。总之，希望“范艾伦带”在未来会越来越多吧！