地球大氣層正在「變異」？科學家發現奇怪的化學物質

原標題：地球大氣層正在「變異」？科學家發現奇怪的化學物質

「三氧化氫」。

日落之後，從太空中，沿著地球的邊緣所看到的景象。 NASA

最近一些科學家在《科學》雜誌上發文稱，他們在地球大氣層中發現了一種奇特的化合物。這種被稱為「三氧化氫（hydrotrioxides）」的物質通常會與其他化合物發生極為迅速的反應，但這次它們卻被發現可以在大氣層中存在較長時間。目前研究人員還不清楚它們是否會對人類的健康和全球氣候產生影響。

所謂「三氧化氫」是指由一個氫原子和三個氧原子組成的分子結構。最常見的氫氧化物是水，分子式為H₂O；除此之外還有「過氧化氫」，也就是用來消毒的「雙氧水」，分子式為H₂O₂。過氧化氫由於比水多一個氧原子，因此很活躍。它是一種可燃物，可作火箭燃料。

「三氧化氫」則包含一個氫原子和三個氧原子，其分子式寫作ROOOH。其中的R可以是任何化學鍵群，比如碳。它不但比「過氧化氫」還要活躍，而且還是一種極端活躍的化學物質，穩定性極差，很容易發生反應。

這麼不穩定的物質顯然不太可能在大氣環境中長時間存在。但這一次科學家卻發現，「三氧化氫」是大氣層中許多化學反應的常見產物，且它們在地球大氣中實際上有足夠好的穩定性。研究顯示它們在大氣中保持穩定的時間可以長達幾十分鐘甚至幾小時。這麼「久」，足夠它們「做任何事」了。

據估算，地球大氣每年可以產生大約1000萬噸的「三氧化氫」。這些「三氧化氫」大多來自「異戊二烯」——天然橡膠主要成分的氧化。不過儘管總量不少，但是濃度很低。據估算，在釋放到大氣中的「異戊二烯」里，只有1%形成了「三氧化氫」，且產生的「三氧化氫」濃度只有大約每立方厘米1000萬個分子。

發現這些極端活躍的化合物，是否意味著我們的大氣層「變異」了？可能並不是這樣。理論上大氣中的化學反應確實會產生這種物質，只是這一次科學家證實了它們的存在，並意外地發現它們並不會很快分解。

研究人員接下去將要研究的是，這些「極端分子」是否會影響人體健康和環境。這些物質在大氣中扮演的是氧化劑的角色。理論上它也確有可能通過呼吸進入我們的肺——雖然濃度很低。「三氧化氫」也有可能與氣溶膠結合，並在那裡「做」一些「我們不了解的事」。但要驗證這一點，極具挑戰性。

參考

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/