这种制冷剂后来被称为氟利昂,并在随后的几十年里广泛应用于空调、冰箱等制冷设备中。由于其优异的物理性能,氟利昂还广泛用作香水、杀虫剂等喷雾设施的分散剂以及精密设备的清洗剂。
当时,人们并没有意识到这种自然界中从未存在过的化学物质能够对地球产生多大的改变。
1957年,在剑桥大学工作的乔·法曼随南极科考队前往哈雷湾天文台。他的任务是监测空气中的臭氧含量。此后,他每年都会去南极洲记录这些数据。
在当时,探索第七大陆是一项非常有价值的任务。英国等12个国家在南极建立了多个观测站,监测臭氧水平只是一项很小的任务。
然而,1981年春天,新的测量结果引起了乔·法曼和他的同事的注意,因为数据显示,南极洲上空的臭氧层面积比过去小得多。为了消除测量误差带来的误差,他们重新校准了仪器并继续观察。然而,随后几年的数据显示,南极洲上空的臭氧持续减少。
乔·法曼意识到事情可能有点太大了。
据统计,截至1984年10月,南极上空的臭氧层面积比平均水平减少了40%,天空中出现了巨大的臭氧层空洞。而过去的记录显示,臭氧层的衰退实际上是从1977年开始的。次年5月,《自然》杂志发表了乔·法曼团队的文章,臭氧层空洞问题正式进入公众视野。
科研人员将注意力转向氟利昂是很快的事情,但一开始谁都没有想到,这种对人畜无害的人工合成物质,却在半个世纪后引发了一场灾难。
氟利昂化学性质极其稳定,可以在大气对流层中安全存在近一个世纪,但它们只需要不到15年的时间就能慢慢爬入对流层上方平静的平流层。这里,氟利昂在紫外线的作用下释放出氯离子,成为分解臭氧的催化剂。在整个分解过程中,一个氟利昂分子就可以促成近10万个臭氧分子的湮灭。
尽管多数国家已于1987年8月签署了《蒙特利尔议定书》,禁止使用氟利昂等易造成臭氧破坏的类氟利昂物质,但作为替代品的氢氟碳化合物是超级温室气体,实际上至今人类仍未发现任何完全无毒且不易燃的化合物来替代氟利昂作为制冷剂。
更可怕的是,之前排放的氟利昂仍然漂浮在大气中,它们可能会被地外文明注意到,作为地球人类文明的标志。
作为自然界中永远不会自发产生的物质,大气中氟利昂等复杂的有机化合物将成为非常明显的文明标志。这个迹象甚至比金星上若隐若现的磷化氢气体还要准确。毕竟,只有那些进行了猖獗工业化的文明才会将这些残留物留在其母星的大气层中。
当然,这种盲目无知的后果可能很常见。毕竟,在文明发展史上,宽泛的理性认知总是滞后的。也正是因为如此,也许利用非天然物质作为生命迹象也是寻找外星生命的新途径。
ArXiv 版块最近发表的一篇文章探讨了使用詹姆斯·韦伯望远镜(JWST) 寻找系外行星大气中工业污染物的可能性。本文讨论了大气中氯氟烃和强力温室气体等物质的行为。进行了讨论。当然,詹姆斯·韦伯望远镜寻找氯氟烃等物质还存在很多局限性。例如,太亮的行星附近的恒星会淹没大气中的信号。
但对于M型恒星,即那些昏暗但寿命长的红矮星,望远镜可能很有希望看到这些工业文明的产物是否存在于附近行星的大气层中。
例如,TRAPPIST-1 位于太阳系附近。它是一颗距离40 光年远的水瓶座红矮星。它周围有7颗类地行星,其中至少有3颗位于宜居带。如果詹姆斯·韦伯望远镜能够注意到某个星球大气层中的某些东西,那么它可能会开启探索地外文明的新旅程。
有趣的是,如果TRAPPIST-1 行星上有一个文明实际上发射了詹姆斯·韦伯望远镜级别的太空望远镜,他们可能无法看到地球大气层中的氯氟碳化合物,因为太阳太亮了。但如果他们能够发射探测精度更高的观测设备,或许故事就会大不相同。
通过污染物探测外星文明存在的可能性并不是一个新话题。除了氯氟烃衍生物外,二氧化氮(NO2)也是一种带有科技印记的污染物。这是化石燃料消耗的副产品。只有在工业文明高度发达的文明氛围中才会更加丰富。
当工业文明发展到后期,一些文明人终于意识到空气污染的严重性,转而发展可持续能源,比如太阳能。他们在地面上大规模铺设的太阳能电池板可能富含一系列矿物质,而这些物质反射的光也会出现在地球的光谱中。
NASA 于2020 年向纽约罗彻斯特大学提供了一笔拨款,用于建立一个数据库,用于监测行星大气光谱中可能的生物特征—— 二氧化碳、氯氟碳化合物或太阳能电池板的反射光。
尽管我们竭尽全力,主动寻找外星人的存在。但或许,我们这个被工业文明污染的地球,早已清晰地出现在某些先进文明的望远镜里。或许它们也在尝试与人类取得联系,或许它们已经做出了其他决定……
关于作者/
毛玛塔是国家天文台的博士生。他目前正在利用天眼观测宇宙中中性氢的分布。由于家里的猫听不懂他的科普,他常常感到困扰。
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