科技日報(bào)記者 張佳欣
40年前，3位英國科學(xué)家報(bào)告稱，南極洲上空正發(fā)生著一些出乎意料的事情。彼時(shí)，他們未曾料到，自己竟意外成就了20世紀(jì)最偉大的地球物理發(fā)現(xiàn)之一，翻開了一頁意義非凡的科學(xué)篇章。
1985年5月16日，該團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上發(fā)表論文，明確指出南極洲上空的大氣臭氧層存在一個(gè)空洞。這一發(fā)現(xiàn)促使國際社會迅速采取行動(dòng)，催生了人類歷史上首個(gè)應(yīng)對環(huán)境問題的全球性條約——《蒙特利爾議定書》。至今，它仍是唯一一份獲得全球所有國家批準(zhǔn)的聯(lián)合國條約，可謂拯救了地球。
日前，英國南極科學(xué)研究所臨時(shí)科學(xué)主任多米尼克·霍奇森將這一發(fā)現(xiàn)譽(yù)為“20世紀(jì)最重要的環(huán)境發(fā)現(xiàn)之一”，強(qiáng)調(diào)其彰顯了“堅(jiān)實(shí)的科學(xué)、清晰的溝通和國際合作”在應(yīng)對全球威脅方面的強(qiáng)大力量。
分析十年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常
作出這一發(fā)現(xiàn)的3位科學(xué)家是英國南極調(diào)查局的喬·法曼、布萊恩·加德納和喬納森·尚克林。多年來，他們一直默默收集并分析多布森臭氧分光光度計(jì)采集的數(shù)據(jù)。
起初，他們只是想更好地了解南極洲上空的大氣狀況。然而，1981年，他們的數(shù)據(jù)開始呈現(xiàn)出一些無法解釋的奇怪趨勢。
尚克林分析了10年的數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，南極洲上空的臭氧含量隨季節(jié)波動(dòng)：臭氧空洞通常在南極春季（北半球8月至10月）達(dá)到最大，隨后逐漸縮小，在夏季開始時(shí)（北半球12月）消失。
自20世紀(jì)70年代起，科學(xué)家們一直擔(dān)心氟氯烴（一種用于氣溶膠噴霧劑和制冷的人造氣體）可能會破壞臭氧層。當(dāng)時(shí)的主流理論認(rèn)為，破壞主要發(fā)生在熱帶地區(qū)上空40千米以上的高空。在那里，強(qiáng)烈的紫外線輻射會分解氟氯烴分子，催化破壞臭氧。
然而，1985年，尚克林等人的研究幾乎得出了相反的結(jié)論：臭氧消耗發(fā)生在南極洲，且速度驚人。
3名科學(xué)家認(rèn)為，南極洲極端寒冷的大氣條件和極地平流層云的形成，為氟氯烴中的氯化合物提供了高度反應(yīng)性的環(huán)境。當(dāng)早春陽光重返該地區(qū)時(shí)，這些具有反應(yīng)性的氯分子迅速分解臭氧，導(dǎo)致臭氧層急劇變薄，即人們現(xiàn)在所說的臭氧層空洞。
1986年，美國科學(xué)家發(fā)表的一篇論文證實(shí)了這種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，確認(rèn)氟氯烴是南極洲臭氧層破壞的直接原因。
催生全球首個(gè)環(huán)境條約
1987年，即臭氧空洞發(fā)現(xiàn)論文發(fā)表僅兩年后，197個(gè)國家和歐盟簽署了《蒙特利爾議定書》。該議定書要求逐步淘汰氟氯烴，并采取預(yù)防措施，禁止發(fā)明會破壞臭氧層的化學(xué)物質(zhì)。
英國南極調(diào)查局官網(wǎng)稱，德勤公司在2015年進(jìn)行的一項(xiàng)分析表明，若非3名科學(xué)家及時(shí)發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞問題，《蒙特利爾議定書》的出臺可能會推遲長達(dá)10年，這將極大加劇臭氧層耗損所帶來的影響。
該議定書通過阻止有害紫外線輻射到達(dá)地球表面，挽救了成千上萬人的生命。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署估算，倘若沒有該議定書，到2030年，全球皮膚癌病例將會增加14%。
《蒙特利爾議定書》還對緩解氣候變化發(fā)揮了重要作用。英國研究與創(chuàng)新署資助的研究發(fā)現(xiàn)，若繼續(xù)使用氯氟烴，到本世紀(jì)末，全球氣溫可能會額外上升2.5℃，這一影響將給世界各地的生態(tài)系統(tǒng)和人類社會帶來毀滅性后果。
《蒙特利爾議定書》也在與時(shí)俱進(jìn)，根據(jù)新的科學(xué)證據(jù)持續(xù)作出調(diào)整。2016年，氫氟碳化物（一種強(qiáng)效溫室氣體，曾作為氯氟烴的替代品）被列入受控物質(zhì)清單，各方因此達(dá)成協(xié)議，將在30年內(nèi)逐步減少其使用量。
這一議定書至今仍是全球國際合作應(yīng)對環(huán)境危機(jī)的一個(gè)里程碑。它表明，憑借明確的科學(xué)依據(jù)、協(xié)調(diào)一致的政策和國際承諾，人類能夠?qū)崿F(xiàn)有意義的變革。在當(dāng)今人類面臨氣候挑戰(zhàn)之際，這一經(jīng)驗(yàn)依然至關(guān)重要。
臭氧層空洞何時(shí)恢復(fù)
臭氧層是地球生命的隱形保護(hù)傘。長期以來，人們對臭氧層空洞何時(shí)恢復(fù)有多種看法。
而據(jù)IFLScience最新報(bào)道稱，氯氟烴在大氣中的存續(xù)時(shí)間超過50年，因此，即便不再有新的排放，臭氧層空洞也可能要到2070年之后才能完全恢復(fù)。
好消息是，世界經(jīng)濟(jì)論壇官網(wǎng)稱，近幾十年來，臭氧空洞的縮小一直保持著積極趨勢。
美國國家航空航天局臭氧研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、戈達(dá)德太空飛行中心地球科學(xué)首席科學(xué)家保羅·紐曼說：“2024年南極洲的臭氧空洞比21世紀(jì)初的空洞要小。過去20年我們看到的逐步改善表明，國際社會為遏制破壞臭氧層的化學(xué)物質(zhì)所做的努力正在奏效。”
不過，氣候變化本身也可能使恢復(fù)過程復(fù)雜化，因?yàn)榇髿鉁囟群铜h(huán)流模式的變化可能會影響臭氧的形成和消耗。
