一项新研究发现，太空碎片再入大气层燃烧时，正将金属污染物引入原本纯净的高层大气。该研究由德国莱布尼茨大气物理研究所的Robin">一项新研究发现，太空碎片再入大气层燃烧时，正将金属污染物引入原本纯净的高层大气。该研究由德国莱布尼茨大气物理研究所的Robin">一项新研究发现，太空碎片再入大气层燃烧时，正将金属污染物引入原本纯净的高层大气。该研究由德国莱布尼茨大气物理研究所的Robin Wing领导，今日发表于《通讯·地球与环境》期刊。研究团队借助高灵敏度激光，观测到一股锂污染物羽流，并追溯至SpaceX猎鹰9号火箭废弃上面级的失控再入。这是首项观测证据，证实再入太空碎片会在高层大气留下可探测的人为化学指纹，亦是首次从地面监测到特定太空碎片再入事件产生的污染物羽流。
平流层上部、中间层及热层下部（距地球80至120公里）是地球系统中研究最少的区域之一——气球高度不足、卫星高度过高、飞机环境过于恶劣，均难以探测。然而该区域对无线电与GPS通信、高层大气天气模式及平流层臭氧至关重要。高层大气原本基本未受人类污染，但新航天时代正通过卫星、火箭箭体及太空碎片，向其中注入日益增多的金属及其他污染物。这些污染物对平流层臭氧层（保护地球生命免受有害紫外线辐射的关键）的影响尚未量化，但早期发现令人担忧。例如，2024年一项研究表明，火箭发射与再入产生的铝和氯排放可能延缓臭氧层恢复；火箭发射产生的碳黑亦可能导致高层大气升温。
该研究中，科研人员使用高灵敏度激光传感器探测中间层与热层下部的痕量金属荧光——这一系统虽非现成，但具备普及潜力。2025年2月20日，研究团队清晰观测到锂离子浓度骤增——这些锂来自卫星用锂电池及人造金属外壳，与天然流星物质特征迥异。借助大气轨迹建模，团队将锂羽流的时间与高度直接追溯至猎鹰9号废弃火箭级的再入路径：该火箭级在爱尔兰以西大西洋上空，从热层下部燃烧至中间层。
轨道卫星数量大幅激增——从数年前的数千颗增至目前约1.4万颗，主要由巨型星座驱动。未来卫星计划数量更多：SpaceX已申请发射最多100万颗卫星的巨型星座，用于太空数据中心供电。所有这些卫星最终均将再入大气层，发射它们的火箭亦然。当前估计显示，到2030年，每天将有数吨航天器材料在高层大气中燃烧。
目前，针对此类排放尚无监管框架，监测手段匮乏，对潜在影响的科学认知亦有限。此次锂探测证实，再入污染物可测量且能追溯至具体再入事件，这对追究航天相关企业责任至关重要。需建立国际监管机构，联络各国政府与科学家，构建监测网络及设备，追踪这一新兴威胁对大气的影响。随着航天业飞速发展，我们对高层大气排放的认知、监测与监管力度必须同步提升。