臭氧洞發(fā)現(xiàn)25周年：一場(chǎng)生態(tài)災(zāi)難得以避免

臭氧洞

　　據(jù)報(bào)道，臭氧洞被認(rèn)為是20世紀(jì)末期環(huán)境面臨的最大威脅之一。25年前的5月，英國科學(xué)家在南極上空的高層大氣發(fā)現(xiàn)了臭氧洞，這一重大發(fā)現(xiàn)促使聯(lián)合國通過了一項(xiàng)重要決議，一場(chǎng)生態(tài)災(zāi)難得以避免。 

　　簽署《蒙特利爾議定書》 

　　科學(xué)家當(dāng)時(shí)警告，臭氧洞可能會(huì)擴(kuò)散至世界其他地方，導(dǎo)致引起癌癥的太陽輻射物增多。臭氧層是地球的保護(hù)層，可以讓地球生命免遭紫外線的破壞性影響，不過，因人造化學(xué)物被排放到大氣，造成臭氧濃度逐漸降低，可能會(huì)使皮膚癌和白內(nèi)障病例顯著增多——由于對(duì)人類健康構(gòu)成極大威脅，最終連政治家也不得不采取措施。 

　　一個(gè)英國研究小組在1985年公布了這一發(fā)現(xiàn)，僅僅兩年后，國際社會(huì)簽署了《蒙特利爾議定書》，旨在限制并最終禁止使用和生產(chǎn)破壞臭氧層的化學(xué)物質(zhì)，如氟氯碳化物(CFCs)，從冰箱到噴霧劑，許多產(chǎn)品都在使用氟氯碳化物?！睹商乩麪栕h定書》使得氟氯碳化物在許多國家迅速被淘汰。 

　　英國在1995年停止氟氯碳化物的生產(chǎn)和消費(fèi)，5年以后，其他發(fā)達(dá)國家也紛紛效仿這一做法。到2009年，聯(lián)合國所有成員國都簽署了《蒙特利爾議定書》?！睹商乩麪栕h定書》被認(rèn)為是保護(hù)環(huán)境方面最成功的國際協(xié)議之一。 

　　如今，在描述臭氧洞的里程碑科學(xué)論文發(fā)表25年以后，一位參與這項(xiàng)研究的科學(xué)家表示，如果不是持之以恒的探索精神和上帝的垂青，他們可能不會(huì)那么快就獲得如此重大的發(fā)現(xiàn)。喬納森-尚克林(Jonathan Shanklin)說：“我個(gè)人認(rèn)為，正如其他許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)一樣，運(yùn)氣也起到了一定的作用?！鄙锌肆峙c英國南極考察隊(duì)的兩位同事喬-法爾曼和布萊恩-加蒂納一起實(shí)地收集了重要數(shù)據(jù)。 

　　政治決策的關(guān)鍵證據(jù) 

　　20世紀(jì)80年代初期，在瑪格麗特-撒切爾夫人擔(dān)任首相的保守黨政府，英國科研經(jīng)費(fèi)被大幅削減。長期性科學(xué)監(jiān)測(cè)活動(dòng)尤其面臨威脅，比如每年對(duì)臭氧的測(cè)量，自20世紀(jì)50年代末期以來，英國南極考察隊(duì)哈雷科考站就一直在從事這種監(jiān)測(cè)活動(dòng)。 

　　尚克林博士說：“20世紀(jì)80年代，英國南極考察隊(duì)為了削減經(jīng)費(fèi)想盡各種辦法，哈雷科考站的臭氧監(jiān)測(cè)項(xiàng)目也是在計(jì)劃被砍掉的范圍之內(nèi)。一切似乎不會(huì)改變，似乎沒有理由將它繼續(xù)下來。然而，正是這樣的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，會(huì)提供關(guān)系到地球未來的政治決策的關(guān)鍵證據(jù)。” 

　　事實(shí)上，哈雷科考站的測(cè)量數(shù)據(jù)原本不是用于監(jiān)控臭氧的長期變化，而是幫助提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，驗(yàn)證有關(guān)大氣循環(huán)的各種理論。但是，后來事情越來越明朗，每年冬天過后，南極春天的臭氧濃度(發(fā)生于9月和10月)顯著下降，只有到夏天才會(huì)部分恢復(fù)。其實(shí)，科學(xué)界已經(jīng)盛傳臭氧層可能受到平流層中人造污染物(如氟氯碳化物)的破壞，而且，這也得到嚴(yán)肅性理論工作的支持。 

　　科學(xué)家在平流層發(fā)現(xiàn)了臭氧層。保羅-克魯岑、馬里奧-莫利納、弗蘭克-舍伍德-羅蘭等科學(xué)家在20世紀(jì)70年代對(duì)臭氧損耗的研究令他們最終分享了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。然而，20世紀(jì)80年代初，沒人注意到南極上空的臭氧濃度每到冬天臨近結(jié)束時(shí)都大大減少，那時(shí)，第一縷陽光會(huì)穿透南極黑暗的天空，與氟氯碳化物中的氯發(fā)生破壞臭氧層的光化學(xué)反應(yīng)。 

　　一度遭到美國同行質(zhì)疑 

　　1985年英國科學(xué)家的研究表明，從1975年至1984年，每年10月中旬南極上空臭氧濃度最小值下降40%，不過還未形成“洞”，盡管如此，情況仍令人擔(dān)憂。尚克林博士說：“我記得，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)根本沒有真正的‘尤利卡時(shí)刻’。”他對(duì)當(dāng)時(shí)研究的回憶刊登在最新一期《自然》雜志上。尚克林與另外兩位科學(xué)家利用相對(duì)簡單的儀器，從地面搜集了相關(guān)數(shù)據(jù)。這些儀器透過天空去測(cè)量已知受平流層臭氧影響的紫外線波長差異。 

　　尚克林說：“令我們對(duì)研究結(jié)果深信不疑的是標(biāo)出最小11天平均值的圖表，清楚地展現(xiàn)了春天臭氧濃度下降是系統(tǒng)性的。法爾曼提出了一項(xiàng)重要的化學(xué)理論，用以解釋觀測(cè)到的結(jié)果，將它們與氟氯碳化物升高聯(lián)系起來，加蒂納對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施了基本的質(zhì)量控制。” 

　　這項(xiàng)研究一度引起美國科學(xué)家的驚愕甚至是懷疑，因?yàn)樗麄儺?dāng)時(shí)正利用先進(jìn)的衛(wèi)星技術(shù)對(duì)臭氧層進(jìn)行監(jiān)控，而初步分析結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)這種臭氧損耗，但當(dāng)他們重新分析衛(wèi)星數(shù)據(jù)的時(shí)候，也發(fā)現(xiàn)了春天臭氧損耗的跡象。尚克林說：“我不清楚美國衛(wèi)星觀測(cè)小組發(fā)生的幕后故事，但我確實(shí)知道大量數(shù)據(jù)讓他們疲于應(yīng)對(duì)?！?nbsp;

　　在《蒙特利爾議定書》簽署二十多年以后，種種跡象表明遭到破壞的臭氧層正逐漸恢復(fù)。臭氧層恢復(fù)到50年前的水平可能依舊要數(shù)十年時(shí)間，不過，如果不是三位英國科學(xué)家以持之以恒的精神，將一項(xiàng)看似毫不相干的長期實(shí)驗(yàn)繼續(xù)下去，臭氧層的恢復(fù)時(shí)間恐怕會(huì)更長。