地球大气层正在“变异”？科学家发现奇怪的化学物质

原标题：地球大气层正在“变异”？科学家发现奇怪的化学物质

“三氧化氢”。

日落之后，从太空中，沿着地球的边缘所看到的景象。 NASA

最近一些科学家在《科学》杂志上发文称，他们在地球大气层中发现了一种奇特的化合物。这种被称为“三氧化氢（hydrotrioxides）”的物质通常会与其他化合物发生极为迅速的反应，但这次它们却被发现可以在大气层中存在较长时间。目前研究人员还不清楚它们是否会对人类的健康和全球气候产生影响。

所谓“三氧化氢”是指由一个氢原子和三个氧原子组成的分子结构。最常见的氢氧化物是水，分子式为H₂O；除此之外还有“过氧化氢”，也就是用来消毒的“双氧水”，分子式为H₂O₂。过氧化氢由于比水多一个氧原子，因此很活跃。它是一种可燃物，可作火箭燃料。

“三氧化氢”则包含一个氢原子和三个氧原子，其分子式写作ROOOH。其中的R可以是任何化学键群，比如碳。它不但比“过氧化氢”还要活跃，而且还是一种极端活跃的化学物质，稳定性极差，很容易发生反应。

这么不稳定的物质显然不太可能在大气环境中长时间存在。但这一次科学家却发现，“三氧化氢”是大气层中许多化学反应的常见产物，且它们在地球大气中实际上有足够好的稳定性。研究显示它们在大气中保持稳定的时间可以长达几十分钟甚至几小时。这么“久”，足够它们“做任何事”了。

据估算，地球大气每年可以产生大约1000万吨的“三氧化氢”。这些“三氧化氢”大多来自“异戊二烯”——天然橡胶主要成分的氧化。不过尽管总量不少，但是浓度很低。据估算，在释放到大气中的“异戊二烯”里，只有1%形成了“三氧化氢”，且产生的“三氧化氢”浓度只有大约每立方厘米1000万个分子。

发现这些极端活跃的化合物，是否意味着我们的大气层“变异”了？可能并不是这样。理论上大气中的化学反应确实会产生这种物质，只是这一次科学家证实了它们的存在，并意外地发现它们并不会很快分解。

研究人员接下去将要研究的是，这些“极端分子”是否会影响人体健康和环境。这些物质在大气中扮演的是氧化剂的角色。理论上它也确有可能通过呼吸进入我们的肺——虽然浓度很低。“三氧化氢”也有可能与气溶胶结合，并在那里“做”一些“我们不了解的事”。但要验证这一点，极具挑战性。

参考

Hydrotrioxide (ROOOH) formation in the atmosphere

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn6012

New type of extremely reactive substance in the atmosphere

https://news.ku.dk/all_news/2022/05/new-type-of-extremely-reactive-substance-in-the-atmosphere/