地球大氣層的邊界一直延伸到約 63 萬千米處，連月球也被包裹在其中，是之前以為的距離的三倍多。這是一項發布在《地球物理研究雜志：空間物理學》上的研究，它們分析了二十年前的觀測數據，提出了這個驚人的觀點。

在我們平時的認知中，那條位于海拔100 km卡門線，被大部分人作為為外太空與地球大氣層的界線的分界線，此線也是國際航空聯合會所接受的。但實際上太空和地球大氣層并沒有明确的邊界，大氣層也不會在某個海拔高度突然消失。

而國際航空聯合會之所以認可卡門線，是因為該線的判定标準為：飛機能夠依其周圍的空氣，以低于軌道速度靠停留空中的界線。卡門線附近的大氣密度如此之低，一旦超過就必須達到軌道速度才能停留，那裡是航天的領域。

上圖：卡門線附近的極光

因此，卡門線之上還有大氣，分别是80千米至300～500千米的熱層、與熱層之上的散逸層。這裡是人造衛星、空間站、火箭等的運行空間，也是最接近星際空間的地方。

由于這裡依舊存在大氣，所以包括空間站在内的所有人造飛行器，都會不斷沖撞大氣中的粒子并損失動能，最終向地球一點點地墜落。這也是導緻他們重新進入較低的大氣層中燃燒和墜毀的原因。

例如在約400公裡高度軌道上運行的空間站，基本上每天都會掉落100-150米左右，因此空間站都有定期調整軌道的需求，從而實現不會掉落下來的目标。比如多年前的和平号太空站就是因為資金不足沒有繼續維護，因此它才會掉落大氣層的。

而地球大氣的最外層，則被稱為散逸層，也被稱為地冕，由天文學家Lyman Spitzer第一次提出。這位天文學家認為，大氣層溫度比較高，起碼比我們認識的溫度要高，這就會讓輕氣體逃逸，例如氫氣、氦氣。到了1955年，在80千米的高空，氫原子的賴曼a（La）輻射被發現，使得科學家确定氫原子在高層大氣中是存在的，進而發現了地冕。

并且除地球之外，金星、火星、水星和木星都有自己的行星冕。這是一片充斥着大氣中的水和甲烷通過光解離産生的氫原子，所構成的“氫原子雲”。當這些氫原子通過熱層擴散到散逸層底部時，會沿着運動軌迹射向太空。其中，那些速度大于第二宇宙速度的氫原子在雙曲線軌道上發射，永遠告别了地球。而速度小于第二宇宙速度的氫原子則返回到逸散層底部。

同時，由于氫原子會因太陽發出的極紫外輻射發生電離，并與朝地球飛來的太陽風質子進行電荷交換，導緻其“壽命”大約隻有 20 天左右。因此留在地冕中的氫原子不能無限累積，也使得地冕的大小被限制在一定範圍内。

而要想測量地冕的大小，最直觀的方法是在外太空中用航天器觀測地冕發出的光。因為太陽與特殊紫外線波長的氫原子相互作用而發光，其中最強的譜系稱為萊曼系，該波段的光可被地球大氣吸收，所以隻有從太空中才能看到。

上圖：阿波羅 16 号上的宇航員拍攝的地冕

1972 年的阿波羅 16 号任務中，宇航員首次拍攝到地冕的圖像，但由于那一次是從月球軌道角度進行拍攝的，因此當時的宇航員可能并不知道自己其實并沒有飛出地冕。于是1995年向太空發射了SOHO探測器，這是美國航空航天局和歐洲航天局的聯合項目。旨在研究太陽，但也可研究地球大氣散逸層。為此用上了紀錄太陽風和地冕氫氣互動的SWAN儀器。

SWAN的觀察發現，地冕的範圍差不多延伸到63萬千米之外，相當于100個地球半徑；而月球軌道相當于60個地球半徑，也就是說，月球也被包含在地冕之中。并且太陽風會在地球白天的那一面壓縮氫原子，并在夜晚的那一面制造出一個密度增加的區域。

當然，這裡說密度增加是相對的。在白天的一面，在距離地球6萬公裡的地方，每立方厘米總共有70個氫原子，而在月球軌道半徑上（距離地球38.4萬公裡），每立方厘米隻有0.2個氫原子。因此地冕的形狀看起來有點像彗星的尾巴。

上圖：地冕觀測示意圖（未按比例繪制），圖中地球周圍的淺色區域為地冕。

這項研究也證明，直到如今還沒有一個人類能夠真正離開地球。而真正離開地球，也就隻有未來人類踏上火星的時候了。

延伸閱讀

如同地冕一樣，太陽也有日冕。是指太陽大氣的最外層，分為内冕、中冕和外冕，厚度可達幾百萬公裡以上，且溫度極高，有100萬攝氏度，粒子數密度為每立方米1015個，比地球要高得多。直徑大緻等于太陽視圓面直徑的1.5～3倍以上，隻有在日全食時才能看到，形狀随太陽活動大小而變化。

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