科学家在1985年发现南极臭氧空洞时震惊世界，随后研究普遍认为它是20世纪70年代由氯氟烃（CFCs）造成的。但最新研究彻底颠覆了这一认知，臭氧层早在1957年就已开始变薄，而最早的“元凶”竟是另一种工业化学品。

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2020年南极臭氧洞的卫星测量结果

图源：欧洲空间局

这篇发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的新研究，由麻省理工学院（MIT）环境研究与化学教授Susan Solomon领衔完成。Solomon正是当年率先证明CFCs是南极臭氧空洞主因的科学家之一，她的最新发现令人意外：“这完全超出了我的想象。”

01

—如果1950年就有今天的监测技术……

研究团队做了一个“思想实验”：假设1950年就拥有今天先进的全球大气监测能力，会发生什么？

通过大气化学模型模拟过去76年的情况，他们发现：最早的臭氧损耗信号并非出现在南极，而是热带地区的上平流层，时间可以追溯到1957年。

当时，唯一能解释这一早期损耗的污染物是四氯化碳（carbon tetrachloride）。

“这是一种在1930年代就开始广泛使用的工业化学品，主要用于干洗剂和脱脂溶剂，”Solomon解释道，“而CFCs的大规模使用要晚得多。”

02

—臭氧层：地球的天然“防晒霜”

臭氧层位于地球表面上方11-50公里的平流层中，它吸收大部分有害紫外线（UV），保护地面生物免受辐射伤害。

1970年代末，英国南极调查局的研究员Jonathan Shanklin在分析哈雷研究站的Dobson臭氧分光光度计数据时，发现南极春季臭氧含量出现系统性下降。到1984年，哈雷站上空的臭氧层厚度仅为早年的三分之二。1985年，他们正式公布了“臭氧空洞”的发现，震惊全球。

随后，Solomon等人通过实地考察确认CFCs是造成南极臭氧空洞的主要元凶。这直接推动了1987年《蒙特利尔议定书》的签署，全球逐步淘汰CFCs，如今臭氧层已显示出显著恢复迹象。

但新研究表明，在CFCs大规模使用之前，另一种物质已悄然开始侵蚀臭氧层。

03

—四氯化碳：被遗忘的早期“凶手”

四氯化碳在1930年代进入大规模工业应用，比CFCs早得多。1970年代因健康风险被禁止用于消费品，1990年又被《蒙特利尔议定书》进一步限制。

“这是唯一能在那么早期就显著增加的臭氧消耗物质，”Solomon说，“这个发现完全出乎意料。”

研究还强调，虽然早期损耗信号出现在热带上平流层，但南极的季节性“空洞”现象仍主要由后来的CFCs主导。两者共同作用，加速了臭氧层的变化。

04

—长期监测的重要性

Solomon感慨道：“我们花了巨大努力才淘汰这些化学品，难道不应该继续长期监测大气，确保它按照我们预期的方向恢复吗？”

这一发现再次提醒我们，大气系统极其复杂，早期污染的影响可能被低估；科学认知会随着技术进步不断迭代；环境保护需要持久的警惕和数据支持。

我们保护臭氧层的努力没有白费，但故事远比想象中更早、更复杂。

未来，继续加强全球大气监测，不仅能守护臭氧层，也能为应对其他环境挑战提供宝贵经验。

参考

[1] https://gizmodo.com/the-ozone-holes-earliest-cause-wasnt-cfcs-after-all-2000778957

[2] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2608286123