Причины и проблемы разрушения озонового слоя Земли
21 февраля 2023 11:22
Озоновый слой – это область стратосферы Земли, которая поглощает солнечный свет. Эта часть находится на высоте от 20 до 40 км. Самая большая концентрация озона – O3 находится как раз в этом промежутке стратосферы. Открытие озонового экрана принадлежит Ш. Фабри и А. Бюиссону – французским ученым. Они привели гипотезу, что в атмосфере есть такое вещество, которое поглощает ультрафиолетовое излучение солнца. После ряда исследований стало понятно, что это вещество – O3.
Образование озонового слоя
После проведения ряда сложных исследований стало понятно, что озоновый экран начал формироваться на планете примерно около 1,85-1,90 млрд. лет назад. В результате фотохимической реакции озон образуется из кислорода под влиянием радиоактивного солнечного света.
Толщина озонового экрана
Толщина озонового слоя на данный момент очень изменчива. Это связано со многими факторами, в том числе и различными химическими выбросами с предприятий. Также влияют солнечное излучение и атмосферная циркуляция. Если брать в миллиметрах, то выходит, что слой O3 совсем тонкий – всего лишь 3 мм. Самый толстый озоновый слой наблюдается на земном шаре в северном его полушарии весной и летом, ближе к осени он становится значительно тоньше. В южном же полушарии все наоборот: более массивный зимой и осенью и наиболее тонкий весной.
В мире принято использовать единицы Добсона. Таким образом, 3мм экрана O3 соответствуют 300 единицам Добсона. Самый низкий показатель был зафиксирован в марте 2020 года и составил 80 единиц. Данное значение было в Арктике. Самое высокое значение удавалось зафиксировать в 600 единиц Добсона.
Ультрафиолетовые лучи солнца и озоновый слой
Если озонового экрана не будет на Земле, то не станет ничего живого на планете, поскольку этот слой защищает поверхность земного шара от пагубного воздействия ультрафиолетового излучения солнца. Оно делится на три категории и все они в разной степени опасны для человека, а именно:
- Ультрафиолет-А;
- Ультрафиолет-B;
- Ультрафиолет-C.
Ультрафиолет-A
УФ-A излучение является самым безопасным для человека, животных и окружающей среды. Озоновый слой пропускает практически все изучение данного спектра. Из заболеваний, которые может вызвать данное излучение можно привести рак, различные генетические мутации и преждевременное старение кожных покровов. При соблюдении элементарных правил нахождения на солнце – такое излучение практически не приносит вреда.
Ультрафиолет-B
Излучение этого спектра важно для правильной выработки организмом витамина D, но также стоит помнить о том, что это излучение может привести к раку и проблемам с глазами, в том числе и к катаракте. УФ-B не достигает поверхности земного шара полностью, большую его часть задерживает озоновый слой.
Ультрафиолет-С
Данное излучение является самым опасным для всего живого на планете Земля. Лучи УФ-C опасны изменениями в строении ДНК, могут привести к различным проблемам со здоровьем, а при длительном контакте этот тип ультрафиолетового излучения ведет к смерти из-за развития тяжелых форм заболеваний. Большую часть этого излучения не пропускает озоновый экран. Из-за увеличивающихся случаев возникновения озоновых дыр УФ-C может попадать на Землю в больших количествах, что приводит к различным заболеваниям, иногда с летальным исходом. Чтобы избежать негативного влияния ультрафиолетового излучения рекомендуется:
- использовать солнцезащитные крема;
- не выходить на улицу примерно с 12 до 16 часов дня, так как в этот промежуток времени солнце активнее всего;
- использовать качественные солнцезащитные очки;
- при нахождении на улице в активную солнечную фазу найти место, защищенное от ультрафиолетового излучения.
Данные правила относятся к летнему периоду, так как солнце активнее всего именно в это время года. При проживании в солнечных регионах следует использовать эти правила постоянно.
Дыры в озоновых экранах
Озоновые дыры – это своего рода уменьшение количества озона в определенном участке в стратосфере. Данные аномалии опасны тем, что пропускают весь солнечный свет, а вместе с ним и опасные C и B излучения. Таким образом, незащищенные участки земной поверхности получают большие дозы радиации и становятся зараженными. Это опасно как для людей и животных, так и для всей окружающей среды в целом.
Антарктическая озоновая дыра считается самой известной во всем мире. Во время полярной ночи и наступления весны в этой части планеты наблюдается резкое снижение озона до 70-80 единиц Добсона. Такие низкие показатели сопровождаются не менее низкими температурами до -80 по Цельсию. Озоновый слой разрушается из-за выбросов химикатов, в основном это фтор и хлор. Вредные вещества попадают в атмосферу благодаря электростанциям и другим предприятиям. Озон вступает в бурную реакцию с химическими соединениями и таким образом разрушается экран. Стоит отметить, что в период холодных времен года, а именно осенью и зимой дыры как-бы «затягиваются». Площадь их значительно сокращается, но полностью они не уходят. Примерно в августе-сентябре дыры снова проявляются на весьма обширной территории Антарктики. Изначально доказать наличие «разрывов» озонового экрана было очень трудно. Многие ученые ставили под огромное сомнение наличие таких аномалий и вину людей, но в 1985 году были получены официальные доказательства существования озоновых дыр. В дальнейшем, исследователями было выяснено, что для решения этой серьезной проблемы потребуются десятилетия. На данный момент количество озоновых дыр не снижается, а лишь растет. Это связано с такими факторами, как:
- дорогое сырье;
- растущее население планеты;
- не найдено полностью безопасного сырья;
- увеличение количества заводов, фабрик и электростанций.
На данный момент ученые плотно работают над коррекцией озоновых дыр, так как они представляют реальную опасность для людей и окружающей среды. Для полного восстановления озонового слоя нужно полностью прекратить химическое воздействие на атмосферу, но на данный момент это просто невозможно.
Прочие антропогенные факторы, влияющие на сохранность озонового слоя
Конечно, выбросы от заводов и электростанций очень вредят озоновому экрану, но это далеко не последняя причина его разрушения. На целостность очень сильно влияет авиация. Как гражданская, так и военная. Гражданские самолеты поднимаются не более чем на 12000 км. Озоновый слой начинает формироваться на высоте от 20 км, но несмотря на это, реакция все равно протекает, ибо двигатели выделяют в атмосферу разные соединения, которые впоследствии взаимодействуют с озоном и разрушают его слой. Еще больше влияет военная авиация, так как таким летательным аппаратам разрешено подниматься в небо на высоту до 13000 км, но для выполнения некоторых операций подобные самолеты могут подниматься на высоту более 25000 км. Мировой рекорд был установлен российским самолетом МИГ-25 и составил 37650 км. Таким образом, авиация влияет на озоновый слой путем выделения большого количества вредных газовых соединений.
Ракетная промышленность
Не менее мощно на озоновый слой влияют ракеты и спутники, которые запускают с Земли. Опасность заключается в том, что космические аппараты проходят все атмосферные слои и выбрасывают огромное количество топлива в виде газа, которое сильно вредит не только экрану, но и всей окружающей среде. Самую большую опасность представляет твердое топливо из-за большого содержания хлора. К самым опасным веществам, вредящим озоновому слою относят:
- Бром;
- Хлор;
- Метилхлороформ;
- Закись азота;
- Окись азота.
Для минимального воздействия на озоновый слой нужно сократить потребление этих веществ, а лучше всего полностью исключить их из промышленного цикла современных производств.
Итоги
Озоновый слой – это очень важная составляющая атмосферы, которая защищает поверхность земного шара от радиоактивного солнечного излучения. Озоновые дыры возникают при реакциях озона и вредных выбросах от различных предприятий, авиатранспорта и ракетной промышленности. На данный момент ученые постоянно ведут работу над улучшением состояния слоя, но на сегодняшний день полностью устранить проблему не представляется возможным.
