Озонные дыры и гибель человечества

Таким образом, тот озон, который образовался в стратосфере и не успел опуститься вниз, в тропосферу, может там прожить значительно дольше, чем он прожил бы в стратосфере. В тропосфере озон также разлагается значительно медленнее, чем в стратосфере. Это происходит под действием видимого солнечного излучения. Поэтому специалисты говорят, что в тропосфере озон более консервативен, чем в стратосфере.

Образованный в стратосфере озон проникает вниз вплоть до поверхности Земли. Он здесь смешивается с тем озоном, который образовался непосредственно в приземном слое воздуха. Во время гроз озон образуется в результате тлеющих электрических разрядов (еще до молниевых разрядов). Кроме того, в больших городах активно проходят реакции фотохимического окисления ненасыщенных углеводородов и спиртов перекисью азота. Перекись азота поступает в приземный воздух больших городов в составе автомобильных выхлопных газов. Чем больше образуется перекиси азота в воздухе, тем эффективнее она при ультрафиолетовом облучении реагирует с ненасыщенным углеводородом, тем больше образуется озона. Образующийся таким путем озон в больших городах формирует озонный смог. Он ядовит, действует раздражающе на глаза и повреждает такие сельскохозяйственные культуры, как табак, виноград и др. В качестве печального примера чаще всего приводят озонный смог в Лос-Анджелесе. Но за последние годы ситуация изменилась не в лучшую сторону, и Лос-Анджелес в этом плане уже давно не одинок. В приземном слое воздуха озон не только образуется, но и разлагается. Разложение его происходит под действием растений, животных и промышленных выбросов. В этом плане различные регионы земного шара не равноправны. Так, где нет соответствующих источников разложения озона (например, в Сахаре, в Антарктике, на Кергеленских островах), озон в приземном слое разрушается мало.

Таким образом, проблему стратосферного озона, который защищает Землю от ультрафиолетового излучения Солнца, нельзя рассматривать саму по себе, отдельно от всей атмосферы, ее динамики. Благодаря этой динамике многие промышленные выбросы в атмосферу достигают стратосферы и вызывают там разрушение озонного слоя.

Из вышесказанного следует, что для того, чтобы понять, что и в какой мере угрожает слою озона в стратосфере, надо рассмотреть достаточно подробно все указанные вопросы. Только выяснив, за счет чего образуется озон и за счет чего он разрушается (и с какой скоростью), можно понять причины изменения озонного слоя и пути его стабилизации. Особенно тщательно надо остановиться на реакциях, в которых стратосферный озон разрушается, поскольку сейчас уже не вызывает сомнения, что они и угрожают слою полным исчезновением. Имеется очень существенное различие в условиях жизни озона (эффективности его образования и продолжительности жизни и т. д.) не только на разных высотах в атмосфере, но и на разных широтах. Собственно, это неудивительно, поскольку вся околоземная оболочка по своим свойствам различается на разных широтах. Это отличие вызвано не только разной освещенностью атмосферы солнечным излучением. Оно обусловлено также конфигурацией магнитной оболочки Земли — магнитосферы. Магнитное поле Земли не влияет на проникновение к Земле и ее атмосфере солнечного волнового излучения (видимого света, рентгеновского, ультрафиолетового и инфракрасного излучения). Но оно принципиально влияет на движение к Земле солнечных заряженных частиц. Наиболее доступными для этого излучения оказываются те области на Земле, где магнитное поле направлено вертикально или почти вертикально. Известно, что это реализуется в высоких широтах северного и южного полушарий. Именно поэтому в этих областях наблюдаются полярные (северные и южные) сияния. Корпускулярная радиация Солнца зависит от солнечной активности, которая непрерывно меняется. Поэтому условия в атмосфере меняются с изменением солнечной активности. Ясно, что меняется и количество озона.

Таким образом, озон (его концентрация, движение, распределение по высоте и т. д.) зависит не только от земных факторов (естественных и связанных с деятельностью человека — антропогенных), но и от космических. Например, при вторжении в атмосферу высоких широт (в зоне полярных сияний) солнечных заряженных частиц концентрация озона может меняться на десятки процентов. В дальнейшем в результате динамики атмосферы это изменение распространится и на средние и низкие широты.

Из сказанного выше ясно, что слой озона вокруг Земли не является чем-то постоянным, неизменным, одинаковым. Отнюдь нет! Его характеристики очень сильно меняются в зависимости от большого числа факторов. Это и солнечная активность, которая определяет интенсивность потоков солнечных заряженных частиц, и региональные особенности, и свойства подстилающей поверхности, и т. д.