研究发现平流层大量金属粒子来自火箭和卫星

近两个世纪以来，人类一直在从地球表面改变大气层，但现已进入太空时代，我们也在从外太空改变着大气层。大气科学家最近在平流层中发现了意想不到的金属痕迹，平流层位于大气层的第二低层，臭氧就存在于这一层。研究人员10月16日在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上发表的论文表明，这是来自航天器重新进入地球大气层时产生的污染。

未参与这项工作的法国大气环境与空间研究实验室（LATMOS）大气科学家斯里曼‧贝克基 （Slimane Bekki）表示，新研究是“第一个观测证据，表明太空活动是平流层颗粒物污染的一个重要来源”。 “更重要的是，没有人知道这些颗粒对臭氧层的影响，”他补充道，并指出臭氧分子在保护人类免受危险的紫外线辐射方面的重要性。

通常，太空任务的规划者主要关心的是确保空间碎片不会撞击地面，否则可能会伤害到人或建筑物；但是，正如这项研究指出的那样，在平流层中蒸发的物质仍然会有其影响力，这种物质一定存在于某个地方，而现在看起来它会徘徊于平流层之中。

“我们在曾被认为是非常原始、无污染的大气区域发现了这种人造材料。如果平流层（大气的稳定区域）中正在发生变化，那就值得仔细观察。”论文合著者、普渡大学大气科学家丹‧奇佐（Dan Cziczo）在一份新闻稿中说。

利用高空飞机进行探测

研究小组乘坐专为高空飞行而设计的飞机穿过平流层飞越美国大陆，飞机的鼻锥（nose cone）上配备了进行空气分析的仪器。这些独特的飞机——NASA的ER-2和WB-57——巡航高度约为 65,000 英尺，几乎是典型客机高度的两倍，而其最高飞行高度可达 70,000 英尺。在这个高度，它已经位于地球大气层99%的质量之上。

在平流层内，飞机上的收集设备记录了重金属铌和铪的痕迹。这些元素并不是在大气中自然存在的，而通常用于火箭和航天器外壳。该团队还测量到二十多种金属的浓度高于预期，其中包括铜、锂、铝和铅。总而言之，平流层中大约10%的气溶胶（aerosol）颗粒含有金属。

大气科学家不确定这些变化将如何影响地球。平流层含有微小的硫酸团，这些硫酸团现在注入了来自航天器的金属，很可能会改变平流层的化学性质，包括硫酸液滴可以增长到多大。即使是高处的微小变化也可能会影响光的弯曲方式、热量的传递或冰晶的生长方式。

最大的问题是，这些变化将如何影响地表人类的生活。不幸的是，对此科学家尚无明确的答案。但在过去，平流层的微小变化会导致巨大影响，例如添加氟氯化碳（CFCs ）会侵蚀到臭氧层。最终，太空飞行可能需要采取额外的环境保护措施，以防止对平流层造成伤害。