“三氧化二氢”。
日落后从太空沿着地球边缘看到的景色。NASA
近日，有科学家在《科学》杂志上发表文章称，他们在地球大气层中发现了一种奇怪的化合物。这种被称为“三氧化二氢”的物质通常会与其他化合物发生极快的反应，但这次发现它们会在大气中持续存在更长时间。研究人员还不知道它们是否会对人类健康或全球气候产生影响。
所谓“三氧化氢”，就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；此外，还有“双氧水”，即用于消毒的“双氧水”，分子式为H2O2。过氧化氢之所以具有活性，是因为它比水多了一个氧原子。它是一种可燃物质，可用作火箭燃料。
“三氧化二氢”含有一个氢原子和三个氧原子，其分子式写作ROOOH。R可以是任何化学键基团，例如碳。它不仅比“双氧水”活泼，而且是一种极其活泼的化学物质，稳定性差，容易发生反应。
这种不稳定的物质，显然不可能长期存在于大气中。但这次科学家发现，“三氧化氢”是大气层中许多化学反应的共同产物，它们在地球大气层中其实足够稳定。研究表明，它们可以在大气中保持稳定数十分钟甚至数小时。如此“长”，足以让他们“无所不用其极”。
据估计，地球大气层每年可产生约1000万吨“三氧化氢”。这些“三氧化二氢”大部分来自天然橡胶的主要成分“异戊二烯”的氧化作用。但是，虽然总量很大，但浓度很低。据估计，释放到大气中的“异戊二烯”只有1%形成“三氧化氢”，产生的“三氧化氢”浓度仅为每立方厘米1000万个左右。
发现这些极度活跃的化合物，意味着我们的大气已经“变异”了吗？可能不会。理论上大气中的化学反应确实会产生这种物质，只是这次科学家证实了它们的存在，意外地发现它们并不会很快分解。
研究人员下一步将研究这些“极端分子”是否会影响人类健康和环境。这些物质在大气中充当强氧化剂。理论上，也有可能通过呼吸进入我们的肺部——尽管浓度很低。也有可能“三氧化氢”与气溶胶结合，并在那里“做”一些“我们不了解”的事情。但验证这一点极具挑战性。
参考
大气中三氧化氢（ROOOH）的形成
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn6012
大气中的新型极活泼物质
https://news.ku.dk/all_news/2022/05/new-type-of-extremely-reactive-substance-in-the-atmosphere/