地球高層大氣的天然鋰補給,每天僅有約80克,全部來自流星體消融;而一枚SpaceX獵鷹9號火箭再入大氣層時,僅箭體鋁鋰合金與鋰電池就能釋放約30公斤鋰,相當于375天的天然輸入總量。德國萊布尼茨大氣物理研究所的實測數據證實,這一釋放直接讓96公里高空鋰原子濃度暴漲10倍,成為人類首次精準鎖定的太空殘骸大氣污染事件。
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天然鋰在高層大氣中是痕量元素,主要由微小隕石與宇宙塵埃高速燒蝕產生,每日補給僅50—80克,維持著億萬年穩定的自然背景濃度。獵鷹9號二級箭體采用AA2198鋁鋰合金制造燃料艙壁,搭配大量鋰離子電池,在失控再入時,高速摩擦產生約660℃高溫,使鋰從合金中汽化、從電池中釋放,以原子形態注入中間層大氣。部分鋰迅速氧化下沉,另一部分則長期懸浮,隨大氣環流擴散上千公里,污染可存留數月至數年。
2025年2月19日,一枚獵鷹9號二級箭體在愛爾蘭西海岸上空解體,科研團隊在事發約20小時后,于96公里高度捕捉到顯著鋰蒸汽云,濃度達到背景值的10倍,這是人類首次將高層大氣化學污染,直接追溯到單次航天器再入事件。該研究已發表于《通訊-地球與環境》,為商業航天爆發式增長敲響環境警鐘。
隨著星鏈等低軌星座密集部署,全球火箭發射頻次逐年攀升,鋁鋰合金與鋰電池已成為航天器標配。單枚火箭30公斤的鋰釋放量,看似總量不大,卻在極度稀薄的高層大氣中形成不可逆擾動,可能改變大氣化學成分、影響電離層穩定,進而干擾衛星通信、氣象觀測與空間環境安全。
科學界指出,鋰天然存量極低、人工釋放量極高,是理想的大氣污染示蹤劑。此次實測不僅戳破“太空發射零污染”的認知誤區,更暴露出全球航天活動缺乏統一的高層大氣環保規范。當商業航天進入規模化時代,一枚火箭相當于數百倍自然輸入的“鋰投放”,正在悄然改寫地球高空環境的平衡。
目前,SpaceX尚未就此次鋰污染事件公開回應,國際民航組織與聯合國外空司均未出臺針對性限制標準。在發射需求與生態保護的平衡中,這場發生在萬米高空的“鋰失衡”,正成為全人類必須面對的新環境命題。
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