太空任務代價可能越來越高昂,科學家利用固定在飛機鼻錐上的工具,在距離地球表面18公里以上的地方進行採樣,發現大氣中的氣溶膠中含有大量金屬,科學家擔憂這些大量金屬正在改變大氣化學,可能影響地球大氣層和臭氧層。
就像平靜的海面一樣,平流層看起來也平靜無波,生命和文明主要發生在地球表面和對流層,也就是大氣層的最低層。平流層是大氣中令人驚訝的穩定且看似平靜的層。平流層也是臭氧層的領域,臭氧層是一種氣體奇蹟,它充當全球帳篷,保護地球上所有生命免受紫外線輻射的灼熱、灼傷。如果沒有臭氧層,地球上可能永遠不會出現生命,生活也不可能繼續下去。
美國普渡大學理學院地球、大氣和行星科學系主任,花數十年的時間研究平流層,最近他們發現平流層大氣成分出現變化,出現許多金屬成分。由於隕石是地球最初的太空發送系統,每天都會穿過大氣層,當流星在大氣層中燃燒,它們形成非常熱的氣體,然後開始冷卻並凝結為分子落入平流層,分子找到彼此並結合在一起,形成隕石煙。大氣中的金屬通常來自流星,但科學家最近開始注意到這些隕石顆粒的化學指紋開始發生變化,他們認為,隕石的成分沒有改變,唯一改變的是太空船與衛星的數量。
科學家們長期以來一直懷疑太空船和衛星的發射和返回,正在改變高層大氣,但研究平流層是一項挑戰,因為平流層很難觸及。這次科學家駕駛NASA的高空氣象觀察機收集大氣樣本,在《美國國家科學院院刊》上發布的結果顯示,其中一些金屬的比例與蒸發的流星一致,但其他金屬,如鋰、鋁、銅和鉛,超過流星燒蝕的預期含量。此外如鈮和鉿,在太空船中經常見,但在流星中根本不常見。
科學家表示,重返大氣層時燃燒的火箭和太空船、空間站,以及衛星的碎片在大氣層中留下微小的金屬痕跡,包括鋰、鋁、銅和鉛的數量遠遠超過天然宇宙塵埃中發現的金屬。目前近10%的大硫酸顆粒含有鋁和其他太空船金屬,研究小組計算出,在未來幾十年內,平流層硫酸顆粒中多達一半將含有太空船等人造物返回地球時產生的金屬,這會對大氣、臭氧層和地球上的生命產生什麼影響尚不清楚。
他們分析,這些顆粒的存在可能會影響水在平流層中凍結成冰的方式,並影響平流層氣溶膠顆粒的大小。它們還可以引起氣溶膠顆粒上的鹽沉積,並改變平流層的光折射。現在大氣原始區域中已存在人造物質,如果大氣層的穩定區域發生變化,就像巨輪在海洋中航行時留下的尾跡一樣,火箭留下的金屬痕跡可能會以科學家尚未理解的方式改變大氣模式。
(首圖來源:NASA)