Озонные дыры и гибель человечества

На основании измерений над лугами Голландии (50 км от моря) при сильном и холодном ветре с моря и при значительном перемешивании были получены очень малые скорости разрушения озона (всего 0,13 см × с^-1). Для условий ночи эта величина в пять раз больше, любопытно, что, несмотря на перемешивание, плотность озона днем изменялась на высоте 5 м почти так же, как и на высоте 214 м. Ночью это соответствие нарушалось. Предполагается, что нисходящий поток озона на разных высотах был различен.

Столь же малую величину скорости разрушения озона (0,13 см × с^-1) получили исследователи на основании наблюдений высотных перепадов отношения смеси озона в двух пунктах Индии. Измерения проводились в тропической зоне (Тривандрам, 8^о северной широты) и в субтропической зоне (Дели, 28,5^о северной широты). При такой скорости разрушения озона направленный вниз поток составляет 100 миллиардов молекул через площадку в 1 см² в 1 с. Почему-то измерения и в Индии, и в Голландии дают скорости разрушения озона в 10 раз меньшие, чем соответствующие измерения в Австралии, что пока не получило удовлетворительного объяснения. Этот вопрос принципиален, поскольку при большой скорости разрушения озона у поверхности Земли следует искать механизмы восполнения этих потерь. Если скорость исчезновения озона в 10 раз меньше, то и мощность механизмов его рождения должна быть в 10 раз меньше.

Чтобы установить, сколько разрушается озона у всей земной поверхности, надо знать скорость его разрушения на каждом клочке земной поверхности. Поскольку скорость разрушения озона зависит от характера местности, растительности, ветров, температуры и т. д., то ясно, что она в разных местах может сильно отличаться. Надо еще добавить, что зимой значительная часть континентов и замерзшего океана покрыта снегом. Но мы мало знаем о скорости разрушения озона над снежной поверхностью, как и надо льдом. Поэтому провести достоверные оценки того количества озона, которое разрушается у поверхности Земли, пока не представляется возможным.

По-видимому, говоря о скорости разрушения озона, надо учитывать не только его разрушение при его соприкосновении с поверхностью Земли, но и разрушение в других процессах. Об этом косвенно говорит и тот факт, что хотя скорость разрушения озона над водной поверхностью значительно меньше, чем над сушей, все же не наблюдается столь огромного различия в концентрации озона, которое можно было бы ожидать, если бы играла роль только подстилающая поверхность. К исчезновению озона причастно и что-то другое. Это может быть влияние повышенной температуры, какие-либо фотохимические реакции или же взаимодействие озона с частицами аэрозоля и другими газами. В этом плане очень интересны наблюдения, которые показывают, что плотность озона в приземном слое воздуха изменяется так же, как и радиоактивность приземного воздуха. Радиоактивность приземного воздуха создается эксхаляцией почвенного воздуха, который содержит торон, радон и др. Любопытно, что плотность озона меняется обратно пропорционально запыленности воздуха. Чем больше запыленность воздуха, тем меньше его электропроводность, а значит, и меньше скорость образования озона. Все это говорит о том, что необходимо учитывать все факторы, которые могут оказывать влияние на образование и разрушение озона. При этом само собой должны учитываться загрязненность воздуха, обмен воздуха между почвой и атмосферой, а также изменчивость приземного слоя воздуха, которая происходит по той или иной причине, в частности вследствие местных ветров.

Все знают, что хвойные леса на удалении воспринимаются как голубые. Голубая дымка образуется не без участия озона. Ставились различные эксперименты, подтверждающие это. Например, в камеру помещали измельченные сосновые иглы и немного озона. При этом наблюдалось образование голубой дымки.

Дымка сосновых лесов содержит частицы с радиусом, равным примерно 0,2 мкм. Хвойные растения выделяют пары органических веществ, которые называют терпенами. В растительном мире эти вещества очень распространены. Больше всего их содержится в хвойных растениях разных видов. Наиболее распространен пинен. Плотность его равна 0,86, точка кипения равна 156^оС. Пинен легко взаимодействует с кислородом воздуха, а также с водяным паром, галогенами, активной глиной, соединениями серы и т. д. Терпены, выделяемые хвойными растениями, окисляются и образуют частицы твердого аэрозоля. Эти частицы по-разному рассеивают свет с различными длинами волн, а значит, и различным цветом. Фиолетовые лучи они рассеивают примерно в пять раз более эффективно, чем красные. Поэтому мы видим преимущественно рассеянный свет почти такого же голубого цвета, как и само небо. Кстати, наблюдения подтверждают, что при образовании голубой дымки количество озона в приземном слое воздуха уменьшается — часть озона расходуется на образование аэрозолей, которые и создают голубую дымку.