南极遭遇8年来最大臭氧层危机，会引发生态灾难吗？

原创 怪罗科普

今年8月份，南极上空观测到1600万平方公里的臭氧层空洞，成为最近8年来相同时间段的最大水平。

图：这里的1600平方公里其实指的是南极上空臭氧空洞，小编明显有点没弄清楚

这两天，央视新闻又报道了阿根廷南部上空疑似出现臭氧层空洞，要知道阿根廷最南部的火地岛省距离南极洲还是有一些距离的，如果臭氧层空洞蔓延到那里的话，那还是蛮严重的，而且这里有人居住。

所以，这个新闻小小地也冲击了一下热搜！

那么臭氧层到底是怎么回事呢，它为什么会出现空洞，而且通常都发生在南极洲上空呢？

臭氧层是怎么形成的呢？

我们知道臭氧层是地球的天然“防晒霜”，它阻挡掉许多太阳紫外线到达地面，从而让地球生命免受影响。

所以，如果它被破坏的话，自然就是紫外线辐射显著增加，从而影响陆地生命的活动，进而影响全球生态。

今年1月份中外科学家在花粉粒化石上找到二叠纪-三叠纪灭绝的原因，图源：中科院

有证据表明，地球历史上最严重的大灭绝事件——，极有可能就是出于某些原因当时地球臭氧层被破坏导致的。

另外，如果臭氧层完全消失的话，那么陆地上是不适合复杂生命生存的。

生命能够在陆地演化就是因为地球在历史的某个阶段得到了臭氧层，不然生命还只能在海洋里躲避紫外线的魔法伤害，继续猥琐发育呢。

可见臭氧层对地球生命有多重要，特别陆地生命，这是必不可少的！

阻挡足够水平的致命紫外线辐射（波长在200至300纳米之间）的臭氧层大约是在6.35亿年前形成的，而臭氧形成的原因特别简单，因为在此之前（20多亿年前）生物学会了光合作用，向大气中释放了越来越多的氧气。

氧气就是生产臭氧的“原材料”，而把氧气加工成臭氧的能量正是来自紫外线，这就是为什么臭氧层能够充当天然“防晒霜”的原因所在。

在臭氧层的形成中，太阳辐射的紫外线被分成两部利用，一部分是波长在200nm-280nm的紫外光部分——被称为UV-C，另一部分是波长在280nm-315nm的紫外线部分——UV-B。

氧气（O2）吸收UV-C并被分解成两个游离的氧原子（O），在地球常规的大气中，游离的氧原子会有两种选择，它要么结合另外的氧原子继续变成O2（氧气），要么和氧气（O2）结合变成O3——这个就是臭氧的由来。

但是，臭氧（O3）会继续吸收较长波长的紫外线部分UV-B，它会因此分被解成氧原子（O）和氧分子（O2），所以臭氧并不稳定。

紫外线就是通过分解氧气和臭氧被消耗掉了，这是臭氧层阻挡掉紫外线的本质。

另外，在地球上空20到25公里的地方被称为臭氧层，地球的臭氧大部分都集中在那里，之所以臭氧层只在这个高度，是因为在这个高度，现有的大气中的氧气水平和太阳提供的紫外线辐射，让臭氧的生成和分解达到一个相对平衡状态。

图：220多布森单位是臭氧的一个灵界点

为什么会形成臭氧层空洞？

我们知道现在地球上空的臭氧层被破坏与人类活动大量排放的氯氟烃有关系。

当氯氟烃到达臭氧层时，紫外线也会破坏它原有的化学键合，并游离出氯原子，游离的氯原子继续参与一系列化学反应，这些化学反应既破坏臭氧，又将游离氯原子原封不动地返回到大气中，它相当于催化了臭氧分解，所以少量的氯氟烃都能破坏大量的臭氧层。

其实，从1987 年全世界几乎所有国家达成《蒙特利尔议定书》后，氯氟烃等破坏臭氧的物质的排放已经基本得到控制了。

图：消耗臭氧物质的消费已经非常非常少了

但是，氯氟烃非常稳定且不溶于水，所以之前排放的部分还将继续影响地球臭氧层数十年，这就是为什么至今南极上空还都会出现臭氧层空洞。

但在这里要再说明下，臭氧层空洞并不是完全失去了臭氧，只要臭氧水平抵御220多布森单位就称为“空洞”了，其实这时候还是有很多臭氧的（竟现在的地球大气氧气比例比较高），不至于让地球生命无法生存。

之所以今年臭氧层空洞是最近八年中最显著的，专家把这个归结为去年1月份汤加火山喷发和气候变化。

汤加火山喷发导致今年臭氧层空洞显著是有道理，这是因为汤加火山喷发向平流层输送了5000万吨的水蒸气[1]，这些水蒸气在南极上空形成冰晶，而提取游离氯离子的反应正是需要在颗粒表面完成，这就是汤加火山喷发对臭氧层的影响。

现在还有最后一个问题，就是人类活动基本在北半球完成，为什么大面积的臭氧层空洞却是出现在南极上空呢？

为什么臭氧层空洞出现在南极？

人类排放的氯氟烃等破坏臭氧的物质确实都在北半球，但是地球的大气层不断被风搅动，所以这些物质在整个大气层中基本是均匀分布的，包括南极洲。

南极洲特殊的地方是那里完全被海洋包围的巨大陆地，这种情况使得冬季的南极洲上空的平流层中会形成一个非常寒冷的区域，它会形成冰晶云。

图：南极平流层冰晶在阳光照射下变成彩云

而且这个区域又被边缘循环的强风带所隔离，氯氟烃等物质被困在里面。

稳定的表面和稳定的氯氟烃供应，直接导致每年9月份阳光回归南极洲之时，臭氧迅速损失，从而导致空洞发生。

也正因为如此，南极洲的臭氧层空洞是有规律的，它会在每年的8月开始形成，然后逐渐生长，到九月底前后达到峰值——也就是这个时间段，然后逐渐关闭。

图：这个位置就是这次阿根廷可能出现臭氧层空洞的地方

如果它真的扩张特别厉害的话，那确实有可能在阿根廷南部上空观测到，在历史记录上也确实有那么几次臭氧层空洞蔓延到南美洲人口密集地方，但屈指可数，最近一次应该是发生在2011年——当时面积达到2603万平方公里。

而南极臭氧层空洞的极值发生在2000年和2006年，这两年其面积都超过了2900万平方公里。

今年会不会也到达南美洲现在还不好说，官媒也只是用“疑似”来形容，但毕竟这是最近8年来8月份最大的臭氧层空洞，所以也不排除这种可能。

图：有记录以来南极臭氧层空洞变化情况

最后

其实，现在南极洲的臭氧层空洞面积整体是呈现减少趋势的，因为真正影响影响臭氧的物质已经基本得到控制。

另外，汤加火山喷发影响只是短暂的，它提供的水蒸气也会逐渐消散，并不会持续影响，所以也不用太过于担心它会带来什么巨大影响。

原标题：《南极遭遇8年来最大臭氧层危机，或蔓延到阿根廷！会引发生态灾难吗？》

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