什么是臭氧层?

在克里西场地,诺兰眯着眼,金门大桥在雾中若隐若现。他父亲拧开一瓶防晒霜。“诺兰,该涂我们的‘盾牌’了!”他说着,挤了一小团白色乳液到手上。“可是爸爸,现在根本没太阳啊。”诺兰踢着路上的一颗小石子回答,“雾天我们为什么还要涂这个?”

回到他们舒适的诺伊谷厨房,诺兰在雾蒙蒙的窗户上画了一个圈。“我还在想防晒霜的事,爸爸,”他若有所思地说。他父亲笑着解释道:“它能保护我们免受看不见的阳光的伤害,这要归功于高空中一个特殊的屏障,叫做臭氧层。最不可思议的是,如果你把整个臭氧层压缩起来,它也只有两枚硬币叠在一起那么厚!”

诺兰想象着第一次发现那面隐形盾牌的情景。他的思绪飘回一百多年前的法国,那是公元一千九百一十三年。在一个堆满了黄铜和玻璃仪器的尘土飞扬的实验室里,两位科学家正以一种前所未有的方式研究着阳光。他们寻找着某种看不见的东西,但他们知道那里有重要的发现。

“看这个,亨利,”查尔斯·法布里说,他调整了一下小棱镜。“测量结果很一致——阳光在到达我们之前,缺少了某些东西。”他的搭档亨利·比松凑得更近了些,眉头因专注而紧锁。这两位法国物理学家是先驱,他们利用自己发明的仪器,仔细绘制着光谱图。

在他们的照相底片上,太阳光的彩虹图谱在紫外线部分有一个神秘的缺口。“就好像我们头顶高处某个地方存在一个滤镜,”亨利轻声说道,一边轻敲着底片。这是一个科学难题,光线中的一个阴影,暗示着在他们头顶数英里之上正在发生一个巨大而无形的过程。他们足不出户,在实验室里就发现了地球的行星护盾。

这个空隙是由一种特殊的氧分子造成的,它被称为臭氧,由三个氧原子而不是通常的两个组成。在平流层高处,这些分子形成一个薄层,吸收最具破坏性的紫外线,即UVC和大部分UVB。这个由法布里和布森发现的臭氧层,是我们星球的隐形防晒霜。

然而,在一九七四年,科学家马里奥·莫利纳和舍伍德·罗兰德有了一个惊人的发现。名为氟氯碳化物的化学物质,用于喷雾罐和冰箱中,正飘浮到平流层并破坏臭氧层。他们的工作在拯救地球的防护罩方面至关重要,这为他们赢得了诺贝尔化学奖。

回到克里西场,雾开始散去。“原来如此!”诺兰看着爸爸喊道,“臭氧层是一个超薄、超重要的防护罩,而那些氯氟烃化学物质就像是在上面戳了一个个小洞。”爸爸点点头,眼睛里充满了理解。“所以全世界才一起努力禁止它们,让防护罩得以恢复。”

“这让我想起了科学家卡尔·萨根说过的话,”他父亲凝视着城市天际线,沉思道,“他说,‘地球是迄今为止已知唯一孕育生命的星球。’保护它,是我们的责任。”诺兰认真地点点头。“所以,涂防晒霜、戴太阳镜、修复臭氧层,都是我们保护我们唯一家园的方式。”

诺兰心满意足地合上笔记本。“臭氧层是我们星球抵御太阳最强射线的一层薄而强大的护盾。”他总结自己的冒险经历时说道。他父亲笑了笑,指向海湾,那里浓雾再次从水面上弥漫开来。“如果臭氧层保护我们免受看不见的光线伤害,那我们能看见的雾又是由什么组成的呢?”