臭氧層空洞的罪魁禍?zhǔn)祝谷徊皇锹确鸁N？

科學(xué)家在1985年發(fā)現(xiàn)南極臭氧空洞時(shí)震驚世界，隨后研究普遍認(rèn)為它是20世紀(jì)70年代由氯氟烴（CFCs）造成的。但最新研究徹底顛覆了這一認(rèn)知，臭氧層早在1957年就已開始變薄，而最早的“元兇”竟是另一種工業(yè)化學(xué)品。

2020年南極臭氧洞的衛(wèi)星測量結(jié)果

圖源：歐洲空間局

這篇發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上的新研究，由麻省理工學(xué)院（MIT）環(huán)境研究與化學(xué)教授Susan Solomon領(lǐng)銜完成。Solomon正是當(dāng)年率先證明CFCs是南極臭氧空洞主因的科學(xué)家之一，她的最新發(fā)現(xiàn)令人意外：“這完全超出了我的想象。”

01

—如果1950年就有今天的監(jiān)測技術(shù)……

研究團(tuán)隊(duì)做了一個(gè)“思想實(shí)驗(yàn)”：假設(shè)1950年就擁有今天先進(jìn)的全球大氣監(jiān)測能力，會發(fā)生什么？

通過大氣化學(xué)模型模擬過去76年的情況，他們發(fā)現(xiàn)：最早的臭氧損耗信號并非出現(xiàn)在南極，而是熱帶地區(qū)的上平流層，時(shí)間可以追溯到1957年。

當(dāng)時(shí)，唯一能解釋這一早期損耗的污染物是四氯化碳（carbon tetrachloride）。

“這是一種在1930年代就開始廣泛使用的工業(yè)化學(xué)品，主要用于干洗劑和脫脂溶劑，”Solomon解釋道，“而CFCs的大規(guī)模使用要晚得多。”

02

—臭氧層：地球的天然“防曬霜”

臭氧層位于地球表面上方11-50公里的平流層中，它吸收大部分有害紫外線（UV），保護(hù)地面生物免受輻射傷害。

1970年代末，英國南極調(diào)查局的研究員Jonathan Shanklin在分析哈雷研究站的Dobson臭氧分光光度計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)南極春季臭氧含量出現(xiàn)系統(tǒng)性下降。到1984年，哈雷站上空的臭氧層厚度僅為早年的三分之二。1985年，他們正式公布了“臭氧空洞”的發(fā)現(xiàn)，震驚全球。

隨后，Solomon等人通過實(shí)地考察確認(rèn)CFCs是造成南極臭氧空洞的主要元兇。這直接推動(dòng)了1987年《蒙特利爾議定書》的簽署，全球逐步淘汰CFCs，如今臭氧層已顯示出顯著恢復(fù)跡象。

但新研究表明，在CFCs大規(guī)模使用之前，另一種物質(zhì)已悄然開始侵蝕臭氧層。

03

—四氯化碳：被遺忘的早期“兇手”

四氯化碳在1930年代進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，比CFCs早得多。1970年代因健康風(fēng)險(xiǎn)被禁止用于消費(fèi)品，1990年又被《蒙特利爾議定書》進(jìn)一步限制。

“這是唯一能在那么早期就顯著增加的臭氧消耗物質(zhì)，”Solomon說，“這個(gè)發(fā)現(xiàn)完全出乎意料。”

研究還強(qiáng)調(diào)，雖然早期損耗信號出現(xiàn)在熱帶上平流層，但南極的季節(jié)性“空洞”現(xiàn)象仍主要由后來的CFCs主導(dǎo)。兩者共同作用，加速了臭氧層的變化。

04

—長期監(jiān)測的重要性

Solomon感慨道：“我們花了巨大努力才淘汰這些化學(xué)品，難道不應(yīng)該繼續(xù)長期監(jiān)測大氣，確保它按照我們預(yù)期的方向恢復(fù)嗎？”

這一發(fā)現(xiàn)再次提醒我們，大氣系統(tǒng)極其復(fù)雜，早期污染的影響可能被低估；科學(xué)認(rèn)知會隨著技術(shù)進(jìn)步不斷迭代；環(huán)境保護(hù)需要持久的警惕和數(shù)據(jù)支持。

我們保護(hù)臭氧層的努力沒有白費(fèi)，但故事遠(yuǎn)比想象中更早、更復(fù)雜。

未來，繼續(xù)加強(qiáng)全球大氣監(jiān)測，不僅能守護(hù)臭氧層，也能為應(yīng)對其他環(huán)境挑戰(zhàn)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考

[1] https://gizmodo.com/the-ozone-holes-earliest-cause-wasnt-cfcs-after-all-2000778957

[2] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2608286123