2023年2月至3月,美国宇航局多次派出WB-57型高空大气侦察机前往高纬度地区,对19公里高空的高纬度平流层进行多次采样,结果在高层大气中发现了多种奇异金属污染物。
WB-57上的激光质谱仪颗粒分析仪对50万颗气溶胶颗粒进行了质谱分析,检测到包括锂、铝、铜和铅等的金属污染物,地球大气的情况堪忧。
问题来了,地球大气中的这些金属污染物来自何方呢?要完美回答以上问题,我们必须要了解地球大气层的分层结构和大气气溶胶的来源。
地球大气层是由氮气、氧气和二氧化碳等多种气体组成,厚度约为1000公里,不过地球大气层下面厚上面薄,绝大多数气体都被锁定在海拔100公里高度以下,100公里高度被称为卡门线,是地球大气层和外太空的分界。
地球大气层可分为5层,对流层、平流层、中间层、热层和外层。
对流层的高度一般为从地面到10公里左右高空,对流层占有75%的大气质量,集中了90%以上的水蒸气,空气对流活动剧烈,打雷、下雨都发生在大气对流层中,地球水运动离不开大气对流层。
对流层上面是平流层,平流层高度从10公里到50公里,平流层中的气流运动相对要温和得多,气流水平移动,水蒸气和尘埃含量极少,透明度较好,视野格外宽阔,飞机在这里可以平稳飞行。
臭氧层就在平流层中,高度为20~25公里,臭氧层能吸收大量紫外线,从而导致附近气温显著升高,高空气温一般在0℃以下,但是臭氧层气温最高可以达到17℃。
平流层的上面是中间层,高度从50公里到85公里,该层空气稀薄,气温非常低,一般为-90℃左右。中间层的上面是外层,是大气的最外一层,空气极其稀薄,它是大气层和太空的过渡层,但没有明显界限。
地球火山喷发给平流层带来了大量二氧化硫,二氧化硫在大气中硫化羰氧化形成直径约为120至600nm的硫酸颗粒。
美国NASA的WB-57型高空大气侦察机对19公里高平流层中的硫酸颗粒进行检测,检测出20多种元素,硅、钠、镁、铬、铁、镍、锂、铝、铜和铅等。
硅、钠、镁、铬、铁、镍来自落入地球大气层中的火流星,每年,地球大气层接收10万吨来自外太空的星际物质,而锂、铝、铜和铅就是奇异金属,它们来自人造火箭和卫星。
当人造火箭和卫星进入地球大气层后,很快便陷入熊熊大火之中,数千度高温会让航天器的的金属剥离,徘徊在平流层中,并与硫酸颗粒结合。
地球人类正在疯狂发射航天器,2021年全球人类发射火箭136次,2022年发射火箭达180次,2023年可能会再创新高。
我们知道美国星链互联网计划发射30000万颗卫星,目前只发射了不到7000颗星链卫星,而欧盟和我国也打算组建卫星互联网,所以,未来将有更多的卫星上天。
美国专家预测,未来七年,可能会有58000颗卫星进入轨道,这意味着平流层中将会增加更多的金属污染物,浓度进一步增加,地球平流层将会变得更糟糕,这可能是巨大影响,比我们想象中更严重,情况堪忧。
但是不管怎么严重,那也是发生在大气平流层中,基本不会影响到大气对流层的空气质量,暂时不会影响到地面上人类的生活,未来会不会影响,目前还不知道,不过引发了科学家的极大担忧。