Озоновый слой — это часть стратосферы Земли, в которой сконцентрировано до 90% модифицированной формы кислорода, называемой озоном. Именно она поглощает большую часть опасного для жизни ультрафиолетового излучения. Однако хозяйственная деятельность разрушает его и уже много лет люди принимают меры, чтобы минимизировать это влияние.
Озоновый слой
Когда говорят о негативном влиянии человеческой деятельности, то одной из главных тем, стабильно вызывающих споры, является озоновый слой. Ведь речь идет о чем-то невидимом и почти неощутимом, что, как говорят ученые, защищает нас от не менее невидимой опасности и что мы сами разрушаем нашей деятельностью.
Поэтому эта тема давно уже обросла огромным количеством мифов и выдумок. Параллельно многие не признают реальность проблемы. Этот вопрос все больше напоминает религиозные споры, хотя на самом деле имеет твердую научную основу.
То, что в верхних слоях атмосферы есть что-то поглощающее большую часть жесткой радиации, обнаружили еще в 1913 году, когда тема экологии не звучала еще и близко. При этом спектроскопия явно указала, что поглотителем лучей является именно озон.
Как работает озоновая защита
Вещество, о котором все говорят — это форма кислорода. Он появляется, когда обычная молекула этого вещества распадается на отдельные атомы. Сразу после этого они могут собраться в комбинацию из трех атомов. Она и называется озоном.
Озон может образовываться в результате многих процессов. К примеру, он появляется там, где сквозь воздух проходит электрический ток. Запах грозы и запах электронного оборудования — это на самом деле озон.
Однако большинство озона все же появляется в стратосфере на высоте 20–40 км над Землей. Именно здесь заряженные частицы встречаются с молекулами кислорода. Последние поглощают их, распадаются и образуют озон. В свою очередь тот тоже поглощает ультрафиолетовые лучи, распадается, но потом все повторяется снова.
90% всего озона находится в нижних частях стратосферы, называемых озоновым слоем. Однако на самом деле ее там очень мало: от двух до восьми частей на миллион. Если бы все эти молекулы сконцентрировались у поверхности Земли при обычном атмосферном давлении, то толщина их слоя составляла бы всего 3 мм.
Но этого достаточно для того, чтобы уберечь нашу планету от ультрафиолетовой радиации, опасной для всего живого. Озоновый пласт поглощает от 97 до 99% всех ее частиц. Если говорить точнее, существует три диапазона: наиболее губительные волны длиной 100–280 нм; средние, которые имеют длину 280–315 нм и вызывают загар, но и могут привести к раку кожи; и диапазон 315–400 нм, который на наше здоровье практически не влияет.
Так вот, озон и кислород в нашей атмосфере почти полностью поглощают наиболее губительные для всего живого частицы, сильно прореживают активно влияющие на кожу и почти не взаимодействуют с диапазоном 315–400 нм. Поэтому говорить о том, что озоновый слой задерживает все ультрафиолетовое излучение, неправильно.
Озоновая дыра
И все было бы здорово, если бы в 1985 году в озоновом слое не обнаружили дыру. Она представляет собой резкое падение содержания трехатомных молекул кислорода в стратосфере. Тогда людей очень испугало, что некоторые из этих образований можно увидеть над крупнейшими промышленными городами Европы и Северной Америки. Соответственно, население этих регионов испытывало значительный риск увеличения случаев онкологических заболеваний.
Однако все эти случаи были кратковременными. А вот небо над Антарктикой оказалось одной огромной озоновой дырой. Она открывается в конце местной зимы, то есть в августе-сентябре, и остается в течение нескольких месяцев.
Тогда все перепугались и очень быстро приняли ограничения, которые называются Монреальским протоколом, и благодаря этому все маленькие дыры удалось ликвидировать. Но самая большая из них, находящаяся над южным континентом, лишь немного уменьшилась в размерах.
Это заставило многих людей утверждать, что, возможно, она там была всегда. Однако состояние атмосферы над Антарктикой люди мониторят с 1920-х годов. И эти измерения четко показывают, что дыра в озоновом слое появилась только в 1970-х.
Что разрушает озон?
Вообще озон — очень неустойчивое соединение. Его разрушает целый ряд вполне естественных факторов. Например, к этому может привести даже взаимодействие с кислородом. Также молекулы распадаются при встрече с оксидом озона, хлором и бромом.
Конкретно последние и связывают с деятельностью человека. Дело в том, что эти элементы входят в состав фреонов — химических соединений, которые именно во второй половине XX века стали использоваться в холодильных установках.
Хотя кажется, что эти вещества должны действовать там, где они выбрасываются, на самом деле фреоны легко разносятся ветрами по всей атмосфере. Так почему же они действуют именно над Антарктидой? Тому есть несколько причин.
Первая и основная — наличие полярной ночи. Полгода над Антарктидой нет Солнца, и все это время озон разрушается даже от природных факторов, но при этом не восстанавливается. Вторая — Антарктика, в отличие от Арктики — часть суши, окруженная морем. Вследствие этого зимой здесь формируется гигантский вихрь, который просто не дает озону извне попадать ближе к Южному полюсу.
Как следствие, озоновый слой в этих местах становится особенно уязвимым к накоплению хлора и брома в атмосфере в целом. Они разрушают молекулы трехатомного кислорода, а другим просто негде взяться. И в конце зимы этот процесс достигает своего пика.
Ученые говорят, что, в конце концов, если придерживаться Монреальского протокола, озоновая дыра над Антарктидой исчезнет окончательно. Однако произойдет это лишь через несколько десятилетий.
