Earth Series: Monitoring the Air We Breathe
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深吸一口气，你就会吸入来自地球大气层的氧气。到户外走走，大气层就会保护你免受有害辐射的侵害。美国宇航局的研究提供了至关重要的数据，帮助我们了解空气质量以及我们头顶天空发生的复杂过程。在本集中，我们将深入了解美国宇航局对臭氧层的研究。如果任其发展，我们对消耗臭氧层化学物质的依赖将威胁到整个地球，使其暴露在危险的紫外线辐射下。我们还将与美国宇航局科学家劳拉·贾德一起飞行，她正在研究美国和世界各地的空气质量。</context> <raw_text>0 这里是美国宇航局的好奇宇宙，一个充满我们家园星球到宇宙各处的奇妙冒险的节目。我是你的主持人帕蒂·博伊德。我是你的主持人雅各布·平特，你正在收听我们的庆祝地球系列节目。它不仅是我们的家园，也是美国宇航局研究最多的星球。

如果这是你收听本系列节目的第一集，我们很高兴你来到这里。你应该知道，还有更多关于我们家园星球的故事，就像这个故事一样。你只需要在你的播客订阅源中向后滚动即可。

到目前为止，我们已经介绍了美国宇航局对地球海洋的看法，包括通过它们改变海洋表面的颜色来追踪微小的浮游生物，以及测量世界各地的海平面上升。我们还探讨了美国宇航局关于地球表面的卫星数据，并了解了农民如何利用这些数据来改善作物管理。在本集中，我们将讨论空气。

如果没有大气层，地球将是一个截然不同的地方。它提供我们呼吸的氧气，调节温度，并保护我们免受太空某些危险的影响。现在，没有一种单一的方法能够准确地确定大气层在哪里结束以及太空在哪里开始。但是根据一种常见的测量方法，大气层延伸到地球表面上方约60英里。

从人类的尺度来看，大气层是巨大的。60英里大约是商用飞机飞行高度的10倍。但是从太空来看，大气层看起来非常薄。这里有一种方法可以想象它。如果地球有篮球那么大，大气层将比一枚美国硬币还要薄。

我们即将了解科学家如何识别对我们大气层的主要威胁，美国宇航局的研究如何促成一项涉及近200个国家具有里程碑意义的协议，以及我们如何继续寻找研究空气的创新方法。在地面上研究大气层很重要，因为那是我们呼吸的空气。我们还可以从绕地球轨道运行的卫星获得全球视野。然后，我们可以将来自飞越大气层的飞机的数据联系起来。

美国宇航局与美国国家海洋和大气管理局一起，拥有许多收集有关大气层数据的卫星。并且有许多科学家正在仔细研究这些数据。最近，我遇到了一位这样的科学家。

我有一百万个问题要问你，但首先也是最重要的问题是，你能自我介绍一下吗？好的。我叫保罗·纽曼。我曾在戈达德太空飞行中心的“大气化学与动力学实验室”工作。现在我退休了，做着名誉教授的工作，每天来工作几个小时。所以我的爱好现在是做科学，而不是做电子表格，而是做科学。有趣的部分。有趣的部分。

保罗自1984年以来一直在美国宇航局工作。他一路晋升为美国宇航局戈达德太空飞行中心地球科学首席科学家。他还为一些极其著名和有影响力的科学报告做出了贡献，我们稍后会详细介绍。如果你把大气层想象成一个分层蛋糕，我们生活在一个叫做对流层的层次中。这是最底层，大约有7英里厚。

就在对流层上方，下一层是保罗的专业领域。“我在这里的工作主要是研究平流层，即大气层中从约35,000英尺到100,000英尺以上的那一层。”我们居住的对流层中有很多活动。那里有99%的水蒸气。那里发生着大部分天气变化。当然，那也是我们呼吸的空气。

但是平流层有一些我们没有的东西：臭氧层。“臭氧是大气中一种非常重要的气体。如果没有臭氧层，地球表面的生命将不可能存在。”

臭氧是由氧原子组成的气体，但它不是我们可以呼吸的东西。我们需要的是叫做O2的氧气。它是两个氧原子挤在一起。臭氧是O3，而第三个氧原子会产生很大的影响。它使臭氧对我们有毒，但它也使氧气变成一种盾牌。当地球从太阳接收光和能量时，其中一些以紫外线辐射的形式出现，这会导致晒伤和皮肤癌。

过多的紫外线辐射还会扰乱海洋食物网，如果紫外线辐射足够强，甚至会杀死植物。臭氧保护我们免受最严重的紫外线辐射的影响。它非常有效地吸收紫外线辐射。

事实上，它会吸收一个紫外线光子，然后再生，再吸收一个，再生，再吸收一个。因此，它不断循环，吸收紫外线辐射并将紫外线辐射转化为热量。所以你需要臭氧层。这很重要。到目前为止，你可能知道这个故事的走向了。

在20世纪70年代，科学家们首次提出臭氧层可能会被破坏。1985年，他们发现南极洲上空的臭氧正在迅速减少。这成为世界上最大的环境故事之一。我仍然记得当时它占据了所有新闻的头条。现在它被写进了后来长大的孩子们的教科书里。

保罗不仅在故事的开始就参与其中。他和美国宇航局的其他科学家在帮助世界了解到底发生了什么以及我们能做些什么方面发挥了重要作用。我想从他的角度听到这件事是如何发生的。所以我请保罗带我回到过去。你还记得你第一次听到“臭氧洞”这个词吗？是的，这有点好笑。我1984年来到这里。

人们开始谈论一些奇怪的测量结果。当时，没有人称之为臭氧洞。这是一个后来才出现的术语。在它成为全球性危机之前，臭氧洞只是一个意想不到的数据点。到20世纪80年代中期，包括使用卫星的美国宇航局研究人员在内的一些科学家小组注意到，在南极洲的春季，臭氧变得明显变薄。这并非保罗和他的同事们所预料的。

你首先会想，“哦，天哪，我们做错了什么？我们是怎么搞砸的？我们是怎么弄坏仪器的？”但是就像夏洛克·福尔摩斯一样，当你排除了所有这些可能性后，剩下的东西，不可能的事情，可能就是真相。1987年，美国宇航局发起了一项运动以获得更多答案。它被称为南极空中臭氧探险队，它直接去了事发地点。

几架美国宇航局的飞机停放在南美洲的最南端。它们飞入南极洲上空，沿途收集数据。首先，美国宇航局的科学家们想要更清晰地了解臭氧层。真的存在一个洞吗？如果是这样，他们想弄清楚是什么原因造成的。有几种相互竞争的理论。一种是基于化学的。

有一些迹象表明氯和溴气体正在影响臭氧。如果这是真的，那么大气层正在对人类释放的东西做出反应。我们实际上是在我们自己的盾牌上戳了一个洞。但其他科学家认为原因是某种天气模式的变化。当时，保罗属于“天气派”。当美国宇航局的飞机飞越南部天空时，保罗在美国提供帮助，

与我们现在可以立即调出任意数量的臭氧洞图片相比，这在当时相当粗糙。那时，我们仍在使用铅笔和电脑纸来画图，然后通过传真发送给那里的人们，他们会查看这些图，然后制定计划。你还记得在那段时间里你的感受吗？我不知道。这令人兴奋吗？

这非常令人兴奋，而且你知道你在做一件非常重要的事情。那是一个非常令人兴奋的时代。那也是一个非常令人担忧的时代，因为如果这是化学原因，那会怎样？氯和溴仍在增加。全世界的人们都在大量使用它们。所以，你知道，那里有一些不眠之夜，你心想，你知道，这会怎样？那次探险的结果改变了保罗的想法。

他相信化学物质是导致臭氧层损耗的原因。而且他并不孤单。这些数据非常有说服力，以至于被称为“确凿证据图”。这是一个这样的连锁反应：20世纪80年代的制造商依赖于称为CFCs的化学物质，即氯氟烃。

这些化学物质出现在制冷剂和溶剂中，因此你会在各种罐头中找到它们，例如清洁溶液或空调内部，甚至是发胶。当我们将CFCs喷射到空气中时，这些化学物质会上升到平流层数英里高的地方。紫外线辐射会分解CFC分子，氯原子开始造成破坏。仅仅一个氯原子就能破坏数千个臭氧分子。

在保罗的办公室里，他收藏了一些装有这些化学物质的旧喷雾罐。只要它们留在罐子里，不进入空气中，就不会造成任何危害。他从架子上取下一个喷雾罐。在我看来，它看起来有点复古，但相当无害。这是你在任何人的车库里都能找到的东西。“是的，这是一个CFC-12。它实际上是一个你可以……我可以拿一下吗？是的，是的，是的。它就像一个完整的……”

杜邦氟利昂12二氯二氟甲烷CCI2F2，用于汽车空调系统。“是的，它是CFC12。它是一种罐装液体，但如果你把它倒出来，它会像倒水一样蒸发。”

它会蒸发。它会很快蒸发。你是专门去买的这个吗？你是怎么得到这个的？是的，这是我打算用在我的旧汽车空调里的东西。我只是把它保存下来了。我只是留着它。现在科学家们已经证实了原因，是时候弄清楚如何解决臭氧层损耗问题了。问题是，在80年代，CFCs无处不在。全世界每年生产数百万吨CFCs。

更糟糕的是，CFCs造成的损害不会很快恢复。保罗给我看的那罐CFC-12在大气中会停留一百年。即使科学家们正在寻找答案，也很明显，如果我们有机会解决这个问题，世界必须共同努力。“好吧，我们不知道发生了什么，但让我们现在签署这项协议，限制生产和消费。不是停止，而是限制。”

因为我们总是可以放弃。但是，你知道，我们正以每小时100英里的速度行驶。为什么我们不踩刹车，把它降到60呢？而不是在我们不知道前面是否有混凝土墙的情况下继续以每小时100英里的速度行驶。1987年，美国和几十个其他国家签署了一项国际条约。它的全名是《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。

签署该条约的国家承诺逐步淘汰CFCs。随着时间的推移，越来越多的国家签署了该条约。截至今天，已有198个国家批准了《蒙特利尔议定书》。《蒙特利尔议定书》还成立了一个名为科学评估小组的组织。为了追踪该协议的影响，研究人员研究臭氧层并撰写报告。

保罗是该小组的科学家之一。“几百名科学家参与撰写这些报告。而且它们非常厚。这些都是又大又厚的书。你可以看到我墙上挂着几本。所以我最初的参与是在这些早期报告中，记录臭氧层正在发生的事情。”

每当召开会议讨论《蒙特利尔议定书》时，外交官都会主持会议。科学家们不作决定。但是保罗和其他研究人员在那里，随时准备提供帮助。

我们科学家坐在后面。就像在教室里，所有坏孩子都带着莫霍克发型坐在后面。所以我们只有在被要求发言时才会发言。有人会说，科学评估小组可以解决这个问题。突然之间，这有点像紧急演习，你知道，即使你非常关注，你也会听到这个问题，然后你会对自己说，哦，

哦，我的天哪，关于三氯乙烯，我必须说什么？所以现在你开始四处奔波，因为你不记得这些数百种气体。所以它既无聊又令人兴奋。是一样的。

从2007年开始，保罗实际上是科学评估小组的联合主席之一。所以他是负责整理所有相关研究并将其编入他书架上每隔几年就会出现的那些厚厚的报告中的人之一。到目前为止，在《蒙特利尔议定书》生效近40年后，科学已经明确表明，《蒙特利尔议定书》有效。CFCs在全世界都被禁止。多年来，还增加了一些修正案以限制其他化学物质。

2009年，保罗领导了一项研究，对2065年的假设地球进行了建模。如果我们从未减缓CFCs的生产，如果臭氧层继续恶化，那么将产生破坏性的连锁反应，基本上会影响地球上的每一个生物。

保罗的研究表明，破坏DNA的紫外线辐射水平将上升500%。如果你在中纬度地区（包括美国大部分地区）外出，你只需五分钟就会晒伤。但谢天谢地，这不是我们生活的世界。臭氧洞正在愈合，尽管还需要更多时间才能完全修复。CFCs可以在空气中停留几十年甚至一个世纪。

用我池塘的比喻来说，你正在往池塘里倾倒垃圾或油。你可以很快地把它倒进去，现在它被污染了，需要几十年甚至很多年才能恢复。臭氧层也是如此。将氯氟烃排放到大气中很容易。要让它们排出大气层需要很长时间，但我们正在改善，这是好事。所以情况正在慢慢好转。

情况正在好转。《蒙特利尔议定书》表明，当各国政府共同努力时，一切皆有可能。有些问题太大了，国际边界无法控制。与保罗交谈让我想知道我们还能解决什么其他问题。例如，地球正在变暖，人类仍在产生温室气体。

保罗提醒我，在某个时候，社会感觉需要CFCs。它们无处不在。但我们确实找到了其他方法来使汽车空调和发胶正常工作。保罗告诉我，尽管气候问题比臭氧层损耗更复杂，但他认为我们也能找到一些答案。

我认为，我们在提高能源效率方面做得非常好。所以我有点乐观，但道路从来都不是笔直的。你知道，会有所回旋。但我认为最终，我相信我们会找到一些解决方案。问题是，在我们没有承认这是一个需要解决的问题之前，我们会走多远？是的。

我认为有很多年轻人，甚至十几岁的青少年，对世界以及我们共同努力使其变得更好的能力相当悲观。你对他们有什么建议，或者有什么能让像你一样乐观的东西吗？实际上，我认为我——

你知道，我作为一个年轻人或男孩长大，因为担心苏联和美国之间的核交换而躲在桌子底下。事情确实会改变。我已经参加了大量的《蒙特利尔议定书》会议，我已经看到了人们解决这些问题的决心。

所以我想说，我从悲观主义者变成了乐观主义者。我们生活在一个令人惊叹的技术社会中，它既有能力制造问题，也有能力解决问题。这就是我变得乐观的原因，因为我看到了解决这些问题的很多技巧。

保罗·纽曼是美国宇航局的名誉科学家。你可以找到更多信息，你甚至可以通过搜索“美国宇航局臭氧监测”来查看臭氧层的当前测量结果。现在，臭氧层损耗只是美国宇航局研究的大气层的一个方面。天空发生了很多事情。它确实影响着我们的生活方式。空气污染是世界上过早死亡的最大原因。它每年导致约800万人死亡。

要了解原因，你必须解开化学和天气之间这种复杂的混合以及它们如何与排放到空气中的化学物质相互作用。劳拉·贾德是美国宇航局兰利研究中心的一名科学家，专门研究污染和空气质量。她也专注于臭氧。这将增加一个难题，但请耐心听我说完。有时臭氧会出现在靠近地面的地方，我们可能会吸入它。由于臭氧对人体有毒，所以这是一个坏消息。

劳拉说，这种臭氧来自几种污染气体的反应，包括氮氧化物和一组称为挥发性有机化合物（VOCs）的物质。“它是通过大气中其他污染物的化学反应产生的。这两种物质与阳光结合会产生过量的臭氧，这会危害人类健康。”

美国宇航局研究这些气体的方法之一是使用名为TEMPO的卫星仪器。像许多美国宇航局的任务一样，这是一个首字母缩略词。它代表对流层污染排放监测。TEMPO处于地球静止轨道。它总是位于地球的同一部分上方。因此，TEMPO为我们提供了北美上空大气层的持续更新。几颗互补的卫星监视着欧洲和亚洲。

劳拉还领导空中探险队，这涉及几架飞机共同工作。你将听到她提到几种不同类型的飞机。一种是湾流喷气式飞机，另一种是DC-8，这是一架改装后的客机，在37年的空中科学研究后于2024年退役。

在名为“亚洲空气质量”的任务中，劳拉帮助测量了四个不同亚洲国家的空气质量。在一个名为Stax的项目中，我们将很快听到这个项目，她仔细研究了几个美国城市。既然你已经深入了解了这一点，当你来到一个新的城市时，即使是度假，

你会注意空气质量吗？你会想，那边有一个发电厂，风正往这边吹？当我来到我之前测量过的城市甚至新城市时，我会注意到几件事。早上，你可能会看到地表附近有这种棕色的云，这是污染物……

在清晨被限制在地表附近，因为我们没有积极增长的所谓的混合层或边界层。在空气质量较差的日子里，可能会有，你知道，更深的棕色云更靠近地表。

我注意到的另一件事，这有点像笑话，但当我们在野外试图测量空气污染时，其中一件会造成阻碍的是云。所以如果在我和污染源之间有一片云，我们就看不到这种空气污染。所以当我们在野外时，我实际上会非常关注云预测和查看卫星上的云。

现在有很多时候，我在夏天不在野外的时候会出去，我会想，这将是一个非常适合飞行的日子。那些阴天总是在你不想的时候出现。是的，它们确实会。它们确实会。我的意思是，这也是我们需要从不仅仅是卫星和飞机测量空气污染的另一个原因。

因为我们只能在没有云的时候才能看到。这其中一个重要的组成部分是地面网络，以及告诉我们即使有云，我们仍然有空气质量预报的模型。我们的目标之一是确保这些预报尽可能准确。我很想谈谈你参与的一些具体的美国宇航局任务。我的清单上的第一个是STACS，

我确定这是另一个首字母缩略词。那个是什么意思？我实际上喜欢这个首字母缩略词。我想出来的。它代表协同TEMPO空气质量科学任务。

我一开始喜欢这个名字STACS，因为当我想到污染时，我会想到烟囱。但实际上，更贴切的描述是，它是通过考虑卫星如何与地面测量结果连接以及用飞机填补两者之间的空白来垂直堆叠我们的观测系统。所以我们正在堆叠我们的观点。

所以这发生在2023年夏天。非常激动人心的一天，历史性的一天。我们已经等待了十多年，才让TEMPO仪器开始收集数据。

我们派出了两架湾流飞机，上面装有遥感仪器。我们去了纽约市、芝加哥、多伦多和洛杉矶，目标是在卫星下方每天多次绘制这些区域的地图。

我知道这些实地考察活动在那里。它们规模很大，而且有很多活动部件。我真的很想想象你当时在做什么。你知道，如果我坐在你旁边，就像你在哪里坐着？你在看什么？当时是什么让你感到压力？哦，压力问题。容易的云。对。应该知道的。对。

我在地面上。当我们关注纽约和芝加哥时，我们驻扎在俄亥俄州代顿。我们可以根据当天的情况决定这两个城市中的哪一个。我们有一个预测团队，他们为我们整理每日预测，以查看空气质量模型告诉我们什么，云模型告诉我们什么。然后在飞行日，我会在凌晨4点或5点起床，

查看卫星和我可以找到的不同观测结果，并思考，我们的预测是否成立？发生了什么事？例如，可能发生的事情之一是，一夜之间爱荷华州发生了一场严重的暴风雨。所以现在芝加哥上空有这片巨大的卷云，我们无法获得我们想要的数据。所以有时候我会想，好吧，我要取消一次飞行，我必须在凌晨5点给每个人打电话，说，别起床了。就像……

否则，你知道，大多数时候我们都像，好吧，我们走吧。我们通常会飞行大约九个小时。那大约是一次平均飞行。所以这是一整天。就像我们住在飞机上一样。我们机上有一个激光雷达。因此，我们可以通过激光雷达看到，估计污染物的边界层高度或混合层高度是多少。

污染物。所以这主要是最靠近地表的那一层，大部分污染物都存在于那里。所以我们正在实时沟通。或者如果我们只是看到一些有趣的事情，比如，哦，伙计，现在长岛海峡上空的臭氧含量非常高。这是我们需要注意的事情。当我们以后分析数据时，就像这是一个我们可以关注的事件。就是这样。

所以，有飞机在周围飞来飞去，上面装满了科学家和科学设备。然后显然还有更多的人在地面上支持他们。你实际上进过那些飞机的科学站吗？哦，是的。也？所以我乘坐美国宇航局的DC-8飞机，进行了类似的低空飞行测量，并测量了空气污染。

其中一个目标是进入机场并进行低空进场，因为这是我们能够到达地面以获得完整剖面的最低高度。如果你这样想，它一天要这样做八个小时。DC-8会这样做六到八个小时。我也乘坐过遥感飞机，这些飞机对身体来说更容易一些。

把它想象成给城市修剪草坪。所以我会有这些飞行线，间隔，你知道，大约3.5英里。它将从28,000英尺到40,000英尺的高度，这取决于我们乘坐的飞机。在那里玩得很开心。我认为我不喜欢飞行，但当我为了科学而飞行时，我非常享受。

我不是飞机专家，但从我看到的图片来看，DC-8看起来大约和客机一样大，也许是一架单通道客机。是的，但不同的是，它不是装满了座位，而是装满了这些金属架，用来存放仪器。在这些架子的后面，会有几个头等舱座位。仪器操作员将坐在那里。

你只需要走过飞机，你就会看到一个架子，上面有几个科学家。所以这与你乘坐商业航班时有点不同。发生的事情更多。需要小心的事情更多。我们确实会接受很多关于你可以触摸什么和不能触摸什么、你需要如何小心的培训。在人们乘坐这些飞机之前，会进行大量的风险评估并向他们简报。

当你四处飞行时，我的意思是，气氛怎么样？感觉如何？紧张吗？你会和你旁边的人说话吗？他们会给你美国宇航局品牌的袋装花生吗？是的。自带零食。大多数时候，它并不紧张。如果……可能会有点紧张。

飞行的开始主要是人们打开他们的仪器，第一次查看，并说，好吧，一切正常吗？所以在前端相当安静。然后我们可能会第一次看到数据，并说，哦，像现在气溶胶含量非常高。或者我看到该区域的二氧化氮峰值。

它在这个水平。当这是一次九个小时的飞行时，也有很多安静的时间，或者有很多时间我们，你知道，谈论我们的爱好，吃午饭，煮咖啡。重要的事情。是的。我可以和一些我最亲密的朋友一起飞行，并一起度过很多时间。是的。

你知道，NASA 通过许多不同的方式研究地球，包括使用卫星。当谈到污染和空气质量时，NASA 卫星能看到其他研究工具看不到的东西吗？是的，当你想到空气污染时，标准做法是使用地面监测器。当你站在地面监测器旁边时，如果你知道这些数字的含义，你可以看到你正在呼吸的空气的质量。

但是你只在那个监测点进行测量。监测点之间存在很大的差异和变化，我们无法对所有地方进行测量。我们使用的卫星可以获得连续的空间覆盖范围，因此它可以填补监测区域之间的空白。

有了新的仪器和改进的技术，真正令人兴奋的是我们获得了更高的空间分辨率。因此，现在我们可以填补我们对卫星数据解释中发生的事情的一些空白。你还有什么好奇的吗？我……我想我好奇的是……

在我的职业生涯中，我们将去哪里。我看到了我在过去八年中学习了多少，我的社区学习了多少，而我只是在这里。我觉得我们正处于科学领域的一个全新境界。因此，我对我们能够以越来越精细的细节看到我们赖以生存的大气层感到非常兴奋。所以我真的很想知道我们会在多大程度上推动它超过

希望是几十年。你对这种研究在，我不知道，20 年后的样子有什么想法吗？

我认为这取决于两件事。这取决于技术将我们带到哪里，以及我们能否突破我们目前正在进行的测量的极限。关于二氧化氮的一件很酷的事情，这是一种我有点痴迷的微量气体，因为这是我的专业领域，但它也是一个如此美丽的产物。如果你曾经看过二氧化氮的地图，任何人都可以联系我，我很乐意与他们分享。

无论我们将分辨率提高到多么精细，我们总是会看到其中存在新的空间模式。这种气体内部存在如此多的差异。我想知道，极限在哪里？

但与此同时，我看到在过去的二十年中，这确实是一个清洁空气的成功故事，因为我们可以看到二氧化氮在全球许多地区减少了一半。看到我们做出的决定以及这些决定如何导致我们随着时间的推移所看到的趋势发生变化，这真是令人着迷？

每当我听到有人说“我痴迷于二氧化氮”时，我就知道我安全了。这可能是一种罕见的情况。但我也许可以用图片来说服一些新人也产生这种痴迷。劳拉·贾德是美国宇航局兰利研究中心的科研人员。

如果你也想要痴迷于二氧化氮，我们将在本集的文字记录页面中添加一张照片。你可以在 nasa.gov/curiousuniverse 找到本集和我们所有奇妙的冒险经历。我们为你准备了一些额外的求知欲。

当我们与 NASA 专家甚至宇航员交谈时，我们总是会问，你还有什么好奇的吗？我的意思是，我想知道每个人的好奇之处。所以，请欢迎瑞秋·费尔德曼。她是《科学美国人》播客《科学速递》的主持人。嘿，瑞秋。很高兴你来了。

嘿，非常感谢你邀请我。对于那些没有听过你的节目的人来说，什么是《科学速递》？是的，《科学速递》在某种程度上正如其名。我们为人们提供非常高效的科学播客故事。你知道，我们最近从麻省理工学院的纳米技术洁净室做了一个，有很多类似的有趣的东西。在个人层面上，你对太空感觉如何？

你对它感兴趣吗？你，我不知道，害怕它吗？我喜欢太空。我想我有一种健康的对太空的恐惧。我尊重它。是的，你知道，我不知道如果我有机会去太空，不仅仅是，你知道，一次短暂的技术旅行

去太空，如果我有机会真正登上国际空间站或去月球，我想我可能会为此感到真正的危机。因为我会想，这太可怕了。太空是艰难的。但我确实非常喜欢太空。我喜欢报道太空故事。《科学速递》经常谈论太空。好吧，我可以告诉你你是一个好奇的人。我可以告诉你，你也很经常得到很多答案。所以……

你还有什么好奇的吗？我一直想知道的是，当然，太空非常大。NASA 能从太空中研究地球上最小的东西是什么？是的。我这里有两个答案。我有一个字面上的答案，然后我有一个更迷幻的答案。

让我们从字面上的答案开始。NASA 对地球的研究已经超过 50 年了。显然，技术越来越好。2025 年，一颗即将发射的卫星 NISAR 将追踪地球景观上的变化，这些变化小到一厘米。这意味着从太空中，我们将能够看到像森林被砍伐或建筑物因地震而移动这样小到一厘米的事情，这真是太疯狂了。是的。但我们可以看到更小的东西。

目前有一颗名为 PACE 的卫星在轨道运行，它可以看到微小的浮游生物。所以如果你取一滴水，那一滴水中可能有数千个这些浮游植物。它还可以看到气溶胶，它们是大气中的颗粒，可以小到单个病毒。我们可以从太空中看到这些的原因是，尽管浮游生物和气溶胶非常小，但它们的影响巨大。

所以，这是我的字面上的答案，但让我给你一个更迷幻的答案，这可能更有趣。因此，使用卫星和地面上的观测站，我们可以探测到地球的精确中心

精确到几毫米以内。所以当你想到地球时，很多时候我们只是把它想象成一个球体，一个完美的球体，你知道吗？你会看到那些地球不同层次的剖面图，地球的核心看起来像中间的靶心，你知道吗？

当然，是的。但事实并非如此。地球不是一个完美的球体。精确的地心或质心，它在不断变化。因此，即使地表发生地震，如果发生火山活动甚至大气压力的变化，也会改变该中心的位置。

这是一件非常重要的事情，因为我们拥有的太空卫星，这不仅仅是 NASA 的卫星，还要考虑为你提供手机地图的 GPS 卫星。任何类型的卫星，它们都在围绕地心运行。因此，他们需要知道他们离那一点有多远，而不仅仅是地球表面。

我们在陆地上有这些观测站。它们向卫星发射激光脉冲。利用这些信息，我们可以确定地心的精确位置，在任何给定时间精确到几毫米。实际上有一个叫做大地测量学的完整领域，它研究地球的形状，这是一个非常重要的科学学科。哇。这是一个很酷的词。我真不敢相信我以前从未听说过。是的。

哇，这太酷了。我喜欢字面上的答案和迷幻的答案。我也有一个问题要问你。如果你可以将卫星指向任何你想要的地方，就像你可以从太空中看到地球上的任何东西一样，你想看什么？

这是一个很好的问题。我的意思是，我想我会问 NASA 的人什么东西很酷也很重要，因为我认为这太令人难以置信了。有一个完整的地球，很难知道从哪里开始。是的，这是公平的。好吧，瑞秋·费尔德曼是《科学速递》的主持人，《科学美国人》的一个播客。瑞秋，非常感谢你。感谢你的好奇心。是的，谢谢。

这是 NASA 的《好奇宇宙》。我们的地球系列由雅各布·平特和克里斯蒂安·埃利奥特撰写和制作。我们的执行制片人是凯蒂·科宁斯。克里斯托弗·金是我们的节目艺术家。我们的主题曲由 System Sounds 的马特·鲁索和安德鲁·桑塔圭达创作。特别感谢 NASA 的地球科学团队，包括迈克·卡洛维茨和查理·哈特菲尔德，以及 NASA 兰利的研究员罗伯特·洛尔科维茨。

如果你喜欢本集 NASA 的《好奇宇宙》，请告诉我们。我们喜欢听到你的想法，所以不要害怕给我们留下评论。你可能有一个住在地球上并呼吸我们大气的朋友。为什么不把这一集发送给他们，让他们了解更多关于我们都称之为家的这个蓝色弹珠的信息呢？记住，你可以在你最喜欢的播客应用程序中关注 NASA 的《好奇宇宙》，以便在我们发布新剧集时收到通知。

这是 NASA 官方播客。NASA 喷气推进实验室，加州理工学院