很多人或許對“臭氧層空洞”這個詞還有很深的印象。不過最近這些年里,這個名詞已經(jīng)很少出現(xiàn)了。聯(lián)合國設(shè)立每年的9 月16 日為“保護臭氧層國際日”,但得到的關(guān)注也不多。
前些日子這個問題還引發(fā)過爭論,有人說如今臭氧層空洞沒人提起,證明當(dāng)年的宣傳都是聳人聽聞的騙局,進而引申到說今天的氣候變化也是“狼來了”。
這一觀點當(dāng)然遭到了研究者的反駁,但在評論里也能看出,確實很多人不知道臭氧空洞的后續(xù)如何。
所以臭氧層問題到底怎樣了?
簡單說,臭氧問題可以算是脫離病危期了。臭氧空洞依然存在,大氣層臭氧濃度依然沒有恢復(fù)到正常水平,但整體趨勢都在好轉(zhuǎn)中。最重要的是,引發(fā)臭氧問題的元兇———氯氟烴類物質(zhì),得到了非常有效的控制。從這個意義上說,臭氧問題是全球環(huán)境運動中最為成功的案例。
什么是臭氧層?
臭氧是一種淺藍色、有強烈刺激性和臭味的氣體。它有兩個最重要的特征:一是有強氧化性,常溫常壓下也能和多種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng);二是能吸收紫外線。作為人類,我們得感謝臭氧———正是它的這兩個特征拯救了地球,讓我們的藍色星球沒有變成火星一般的荒漠。
陽光中包含不少高能紫外線,不但能破壞復(fù)雜的生命分子,連水分子都能打碎,使之變成氫氣和氧氣。地球太小,引力不足,氫氣會逃逸到太空中———經(jīng)年累月,在這樣的作用下,地球上的水本應(yīng)越來越少。
但臭氧層的出現(xiàn)阻止了這個趨勢,它對上攔截紫外線,讓大部分陽光紫外線無法照射到地表。對下攔截氫氣,讓逃逸的氫氣能變成水落回地面。與這樣的作用相比,臭氧的另一個好處———阻止紫外線傷害地球生命,幾乎不值一提了。
話雖如此,阻止水的丟失畢竟是漫長地質(zhì)年代才能見效的事情,而紫外線損傷是當(dāng)下立刻可見的事情。所以,臭氧層第一次吸引全球的關(guān)注,也是因為后者。
人們突然發(fā)現(xiàn)臭氧層多了個大洞
20 世紀(jì)70 年代初,地球科學(xué)家正逐漸意識到全球氣候在變暖,變暖可能和人類釋放的氣體有關(guān)。這些嫌疑分子里,有一類叫作氯氟烴(CFCs)。它是第一批工業(yè)上廣泛使用的“人造分子”之一,具有穩(wěn)定、不可燃、毒性較低的特征,廣泛應(yīng)用于制冷和氣溶膠等領(lǐng)域。
1974 年,兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn),氯氟烴在高空中會釋放出氯原子。氯原子可以非常高效地破壞臭氧分子,1 個氯原子在同溫層的整個生命周期里可以摧毀超過10 萬個臭氧分子。
1978 年,美國航空航天局發(fā)射了一枚衛(wèi)星,搭載了臭氧層測量儀器來驗證氯氟烴的影響。然而,這顆衛(wèi)星似乎并沒有什么特別的發(fā)現(xiàn)。工業(yè)界就此主張對氯氟烴的擔(dān)憂只是杞人憂天。直到七年后的1985 年,一隊英國研究者利用地面的臭氧光譜儀,才發(fā)現(xiàn)南極哈雷灣的臭氧層減少了40%。這就是后來大名鼎鼎的南極臭氧層空洞。
學(xué)術(shù)界為之震驚,大惑不解的美國人回頭檢查自己的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星其實早已捕捉到了臭氧層大減的信號,但分析軟件認(rèn)為這些數(shù)據(jù)低得太過離譜,自動判定為測量故障而把它們拋棄了。
換句話說,臭氧空洞問題沒有經(jīng)歷溫水煮青蛙的階段,一發(fā)現(xiàn)就已經(jīng)到了危急關(guān)頭。這對于那些患上皮膚癌的人類和其他生物是不幸的———他們所受的傷害很可能直接源于臭氧空洞。
人類為保護臭氧層所做的努力
1987 年,全球43 個國家簽署了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》(第49/114 號決議)。9 月16 日的保護臭氧層國際日,紀(jì)念的就是它的簽訂。當(dāng)時議定書約定到2000 年將氯氟烴的使用減半,后來又經(jīng)過多次修訂,對不同類型的物質(zhì)做了細(xì)化規(guī)定,要求氯氟烴在2010 年停止使用,相對危害較小的氫氯氟烴(HCFCs)則需在2030 年停止使用。
《蒙特利爾議定書》是人類歷史上最成功的全球環(huán)境條約。它是聯(lián)合國歷史上唯一一個獲得所有成員國簽署的條約,自它簽署至今,全世界所有的主要工業(yè)都放棄了氯氟烴的合法使用,大氣層里所有最重要的氯氟烴及其衍生物或者不再增加,或者開始減少。
因為氯氟烴壽命極長,從中恢復(fù)過來也非一日之功,但目前的估計認(rèn)為,全世界大部分地區(qū)的臭氧層會在2040 年左右恢復(fù)到1980 年的水平,南極的臭氧空洞則會在2066 年恢復(fù)到1980 年的水平。
此外,用于代替氯氟烴的主要物質(zhì)是氫氟烴。氫氟烴不含氯原子,所以不會破壞臭氧層,但它對溫室效應(yīng)的貢獻和氯氟烴是同級的。氯氟烴本身也是很強的溫室氣體,所以這一替代尚未導(dǎo)致嚴(yán)重的后果,但這終究只是在拖延問題。2019 年蒙特利爾議定書的新修正案生效,要求在未來30 年里將氫氟烴的使用量也削減80%,但具體成效將會如何,就取決于此刻人類的努力了。