Озоновые дыры

Основная часть природного озона, находящегося в стратосфере земли, сосредоточена на высоте от 15 до 50 км. Озоновый слой начинается примерно на высоте 8-ми км над полюсами и около 17-ти км. над экватором. Плотность озонового слоя ничтожно мала, если сжать весь озоновый слой до плотности воздуха у поверхности земли, то его толщина не превысит 3.5 мм.

Озон образуется в стратосфере при взаимодействии молекул кислорода и солнечного ультрафиолетового излучения. Самая высокая концентрация озона наблюдается в 5-ти километровом слое на высоте 20-25км. Этот слой и называют озоновым.

Если проводить аналогии, то озоновый слой, это своего рода солнцезащитные очки земли. Он поглощает большую часть губительного для земли ультрафиолетового излучения солнца.

Учёными давно установлено, что весной и летом концентрация озона в стратосфере увеличивается, а над полярными областями она всегда выше, чем над экватором, причём концентрация озона изменяется под влиянием 11-ти летнего цикла солнечной активности. В восьмидесятых годах прошлого века специалистами- климатологами было замечено медленное, но устойчивое снижение концентрации озонового слоя над Антарктидой, это явление получило название "озоновая дыра". Позднее, в девяностых годах "озоновая дыра" появилась и над Антарктикой. До сих пор нет единого мнения среди учёных по поводу появления антарктической озоновой дыры. Стало ли причиной её появления деятельность человека, или это естественный геоастрофизический процесс. Сначала учёные- климатологи предполагали, что виной разрушения озона в атмосфере являются частицы, выбрасываемые при атомных взрывах, проводимых при испытании ядерного оружия. Позднее, изменение концентрации озона в атмосфере пытались объяснить пролётами ракет и сверхзвуковых самолетов. Сейчас точно установлено, что причиной этого явления стали реакции некоторых веществ, производимых химическими предприятиями с озоном. Это, главным образом, хлорированные углеводороды, а особенно фреон и различные хлорфторуглероды, в которых все атомы водорода, или большая их часть, заменены атомами хлора и фтора. Существует такая гипотеза, что из-за разрушительного действия хлорфторуглеродов, к концу 90-х годов содержание озона в атмосфере уменьшилось на 10%.

Учёными были предложены две теории, объясняющие увеличение размеров озоновых дыр над полюсами земли. По первой теории разрушение озонового слоя происходит под действием окиси азота, образующейся естественным образом под действием солнечного света. По другой теории на содержание озона в атмосфере влияют соединения хлора, созданные человеком.

В 1987г. по Монреальскому протоколу был определён перечень наиболее опасных хлорфторуглеродов, и страны, производящие хлорированные углеводороды, обязались снизить их выпуск. В июне 1990 года в Лондоне в Монреальский протокол были внесены уточнения и дополнения, по которым, страны его подписавшие, обязались снизить производство фреонов в 2 раза к 1995 году.

Учёными-климатологами установлено, что на снижение содержания озона оказывают влияние загрязнители, содержащие в себе как природные, так и созданные человеком азотосодержащие соединения.

Так, азотные соединения образуются: в двигателях внутреннего сгорания, в турбинах ракет и сверхзвуковых самолётов. Другим мощным источником выделения в атмосферу углеводородов являются химическое и нефтехимическое производство.

В выбросах химического производства присутствует широкий спектр углеводородных загрязнителей, особенно это относится к предприятиям, производящим синтетические моющие средства, в газовых выбросах этих предприятий содержатся алканы, карбонильные соединения, эфиры и карбоновые кислоты. Заводы, производящие синтетический каучук, выделяют в атмосферу исходные мономеры и различные растворители. В газообразных выбросах предприятий лесохимической промышленности содержатся альдегиды, кетоны, спирты и опять же карбоновые кислоты. Целлюлозно-бумажные комбинаты отравляют воздух различными дурнопахнущими газообразными веществами (одорантами) метил и демитилсульфидами, фенолами и различными спиртами.

Но только ли человеческая деятельность является причиной разрушения озонового слоя? Определённую лепту в это вносит и сама природа. Процесс дегазации мантии земли сопровождается активным выделением широкого спектра органических соединений. Например, в пробах газов вулканов Камчатки и острова Кунашир обнаружено около ста органических соединений. Источником выделения углеводородных газов являются и грязевые вулканы, чаще всего встречающиеся в нефтегазоносных районах. В этих районах замечено повышенное содержание метана над поверхностью земли, что подтверждает теорию углеводородного дыхания земной коры.

Анализ проб воздуха, отобранных из кратера вулканов Никарагуа, показал нахождение в них большого количества NF. К таким же результатам привели и исследования вулкана Массая. Присутствие природных галогенфторуглеродов было обнаружено и в геотермальных источниках.

Весной 1998 года в южно-полярном районе озоновая дыра достигла рекордных размеров: около 26 млн. км.2 это втрое превышает территорию Австралии! Резкое истончение озона было замечено в середине августа, его пик был отмечен 21 сентября. По данным, полученным с зондов на высоте 14-22 км., отмечалось почти полное разрушение озона.

Одна из первооткрывателей озоновой проблемы С.Соломон совместно с австралийскими учёными установила, что озоноразрушающие химические реакции происходят на поверхности ледяных кристаллов и любых других частиц, попавших в высокие слои стратосферы над полярными районами. Так, например, твёрдые частицы, попавшие в стратосферу при извержении вулкана Пенатубо на Филиппинах в 1991 году, до сих пор способствуют разрушению озонового слоя. Вулканические частицы, попавшие в атмосферу, придают соединениям хлора, поступающим в атмосферу с аэрозолями фторхлоруглеродов, большую эффективность в разрушении озонового слоя. По наблюдениям учёных эти химические реакции с участием сульфатов, выделяемых при вулканических извержениях, значительно ускорили истончение озонового слоя над южным полушарием. И только в последнее время этот эффект стал уменьшаться.

По мнению С.Соломон, озоновая дыра над Антарктидой и общее сокращение природного озона в атмосфере будут продолжаться до тех пор, пока концентрация фторхлоруглеродов в атмосфере не понизится до уровня семидесятых годов прошлого века.

Источник: http://www.saveplanet.su