2019-20年，在澳大利亞東南部肆虐的特大野火釋放出化學物質，侵蝕了臭氧層，擴大並延長了臭氧空洞。今天發表在《自然》雜誌上的一項研究描述了煙霧如何與平流層中含氯分子（現在已被禁止的化學物質的殘留物）結合，造成破壞。
澳大利亞的火災產生了有記錄以來最大的煙羽，釋放出約一百萬噸煙霧，高度達30公里。馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院（MIT）的大氣化學家、研究合著者凱恩·斯通說，這已經進入了平流層，即含有臭氧層的大氣層部分，臭氧層保護地球免受有害紫外線輻射。
在野火發生後的幾個月裡，每年在南極洲上空出現的臭氧層空洞比往年更大且持續時間更長。但斯通說，研究人員不知道原因。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
改變的化學性質
同樣在麻省理工學院的大氣化學家、研究合著者蘇珊·所羅門認為，煙霧可能引起了一種化學反應，這種反應通常需要在溫暖的空氣中發生寒冷條件。火災後的衛星資料顯示，與其他年份相比，在遠離南極的較溫暖緯度地區，大氣中鹽酸的含量尤其低。她說，火災過後，平流層“看起來像另一個星球”。
大氣中約80%的氯是 20 世紀 30 年代開始在氣霧劑噴霧和製冷劑中使用的氯氟烴的遺留物。自 1987 年實施一項國際條約以來，它們的使用已基本被逐步淘汰。殘留的氯與鹽酸和硝酸氯結合，對臭氧層無害。
但當鹽酸溶解在水滴中時，它會形成活性消耗臭氧層分子。斯通說，這通常不會發生在遠離兩極的地方，因為那裡的空氣太溫暖。
該團隊使用計算機模型來預測煙霧顆粒中包含的各種有機酸將如何改變鹽酸的溶解度。模擬中產生的變化反映了火災後觀察到的平流層化學變化。
所羅門說，鹽酸附著在煙霧顆粒的表面，並與其他分子發生反應，生成分子氯，分子氯在陽光下分解成高活性的“消耗臭氧層”氯離子。
所羅門說：“溫暖溫度下的野火煙霧在澳大利亞上空產生了原本不可能發生的事情。”
英國埃克塞特大學的大氣科學家吉姆·海伍德說，以前沒有人研究過火災過後鹽酸的溶解度。“這似乎確實是拼圖中缺失的重要一塊，”他說。
臭氧恢復面臨風險
以前被禁止的含氯分子正在緩慢衰減，每年的臭氧空洞正在縮小。但所羅門說，氣候變化導致更頻繁的野火可能會危及臭氧層的恢復。
她說：“這就像一場賽跑。” “在未來 40-50 年左右的時間裡，氯是否會足夠快地從平流層中衰減出去，以至於可能增加的強烈和頻繁的野火不會最終延長臭氧空洞？”
美國海軍研究實驗室在加利福尼亞州蒙特雷的氣象學家大衛·彼得森說，並非所有的野火煙霧都能到達平流層。但是，當強烈的火災與上空潮溼的空氣結合時，火災驅動的雷暴會形成煙囪狀的雲，將煙霧泵入大氣層高處。他說，瞭解是什麼原因導致一些高聳的風暴雲將煙霧全部注入平流層，對於弄清楚火災將對臭氧恢復產生多大影響至關重要。
海伍德希望看到將新的化學物質整合到氣候模型中，以預測如果強烈的野火變得更加普遍，臭氧消耗可能會受到怎樣的影響。
本文經許可轉載，並於 2023 年 3 月 8 日首次發表。