普渡大学科学家在飞机上进行的研究发现，大气中的合金气溶胶含量达到了前所未有的水平。太空时代正在地球上最遥远的地方之一--平流层留下指纹，这对气候、臭氧层和地球的持续宜居性具有潜在影响。

航天器和卫星发射数量的不断增加向平流层引入了大量金属，可能会影响气候、臭氧层和地球的宜居性。预计到 2030 年将有多达 50000 颗卫星升空，对大气层的影响仍不确定。

研究人员利用固定在研究飞机鼻锥上的工具，在距离地球表面超过 11 英里的上空进行采样，发现大气层中的气溶胶含有大量金属，这些金属可能来自日益频繁的航天器和卫星的发射和返回。这些大量金属正在改变大气www.196nk.cn中的化学成分，可能会对地球大气lYMpNAgS层和臭氧层造成影响。

在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上发表研究报告的科学家团队成员之一丹-奇佐（Dan Cziczo）说："我们在我们认为原始的大气区域发现了这种人造物质。如果平流层--大气层中的这一稳定区域--发生了什么变化，那就值得我们仔细观察"。普渡大学理学院地球、大气和行星科学系教授兼系主任 Cziczo 是大气科学领域的专家，他花了几十年时间研究这一稀有区域。

普渡大学理学院地球、大气和行星科学系教授兼系主任丹-克齐佐（Dan Cziczo）是发现大气中气溶胶含有大量金属的研究小组成员之一，这些气溶胶可能来自日益频繁的航天器和卫星的发射和返回。数据是在距离地球表面超过 11 英里的高空，使用挂在研究飞机鼻锥上的取样工具收集的。图片来源：普渡大学照片/约翰-安德伍德

在地球、大气和行星科学系兼职教授、美国国家海洋和大气管理局研究员丹-墨菲（Dan Murphy）的带领下，研究小组检测到了 20 多种元素，其比例与航天器合金中使用的比例一致。他们发现，航天器重返大气层时产生的锂、铝、铜和铅的质量远远超过了在自然宇宙尘埃中发现的金属。近10%的大型硫酸颗粒，也就是有助于保护和缓冲臭氧www.196nk.cn层的颗粒含有铝和其他航天器金属。

科学家估计，到 2030 年，可能会有多达 5 万多颗卫星进入轨道。据研究小组计196世界之最算，这意味着在未来几十年里，平流层硫酸粒子中将有多达一半含有重返大气层时产生的金属。这将对大气层、臭氧层和地球上的生命产生怎样的影响，目前尚不清楚。

平流层研究面临的挑战

长期以来，科学家们一直怀疑航天器和卫星正在改变高层大气，但研究平流层是一项挑战，因为我们并不住在平流层，即使是最高的飞行也只是短暂进入平流层。

作为美国国家航空航天局机载科学计划的一部分，墨菲和他的研究小组驾驶一架 WB-57 飞机在阿拉斯加离地面 11.8 英里（19 公里）的地方对大气层进行采样，那里往往会形成环极196世界之最云。Cziczo 和他的小组也驾驶 ER-2 飞机在美国大陆上空进行了类似的测量。两个小组都使用了固定在机头锥体上的仪器，以确保只对最新鲜、最不受干扰的空气进行采样。

平流层就像平静无波的海面，至少在人类眼中是平静无波的。生命和文明主要发生在地球表面和对流层，即大气层的最底层。平流层是大气层中出奇稳定、看似平静的一层。

平流层也是臭氧层的领域：这个气体奇迹就像一个全球帐篷，为地球和地球上的所有生命抵挡灼热的紫外线辐射。如果没有臭氧层，地球上可能永远不会出现生命。没有臭氧层，生命也不可能延续下去。

过去的几十年对于平流层来说是多事之秋。20 世纪 80 年代，臭氧层受到氯氟化碳的威胁，只有各国政府和企业在全球范围内持续协调努力，才能在修复和补充臭氧层方面初见成效。

"流星划过大气层，"Cziczo 说。"流星通常会在大气层中燃烧，甚至不会变成陨石到达地球。因此，陨石的材料以离子的形式留在大气层中。它们形成非常热的气体，开始冷却并凝结成分子，落入平流层。这些分子相互发现并结合在一起，形成了我们所说的陨石烟雾。科学家们最近开始注意到，这些陨石颗粒的化学指纹开始发生变化，这让我们不禁要问：那么，是什么发生了变化？因为陨石的成分并没有改变。但航天器的数量却发生了变化。"

航天器留下的遗产

航天器的发射和返回曾经是国际事件。人造卫星和水星任务的发射曾是头版新闻。现在，创新浪潮的加快和监管的放松意味着数十个国家和公司都能将卫星和航天器发射到轨道上。所有这些卫星都必须用火箭送上去，而大部分材料最终都会返回地面。

就像大船在海洋中航行时留下的尾迹一样，火箭也会留下金属的尾迹，这些尾迹可能会以科学家尚不了解的方式改变大气层。

"为了把东西送入轨道，你需要所有这些燃料和一个巨大的机身来支撑有效载荷，"Cziczo 说。"有如此多的火箭上升和返回，又有如此多的卫星穿过大气层返回，以至于平流层中开始出现这些气溶胶粒子。"

当然，流星是最早的太空运载系统。陨石每天都会穿过大气层。大气层的热量和摩擦力会剥落陨石上的物质，就像剥落人类制造的人工制品一样。然而，虽然每天都有数百颗陨石进入地球大气层，但越来越多的陨石被成吨的金属所取代，这些金属构成了猎鹰、阿丽亚娜和联盟号火箭，它们将航天器送入太空并再次返回地球表面。

"大气层的变化很难研究，理解起来也很复杂，"Cziczo 说。"但这项研究向我们表明，人类居住和人类航天飞行对地球的影响可能是巨大的，也许比我们想象的还要巨大。了解我们的星球是最紧迫的研究重点之一。"