Озоновий шар – це смуга газу на висоті десятків кілометрів над Землею. Добре відомі небезпеки, які загрожують у випадку його руйнування, а можливість вжиття заходів для його захисту є предметом гарячих дискусій.
Озон – блакитнуватий газ, кожна молекула якого складається з трьох атомів Оксигену (О3). Зазвичай молекули кисню складаються з двох атомів (О2).
Озон утворюється під дією іскор і електричних розрядів. Його використовують у промисловості як відбілювач, антисептик і окислювач, який приєднує кисень до інших речовин в ході хімічних реакцій. Він викидається в нижні шари атмосфери у вигляді забруднюючої речовини як продукт промислових процесів і в складі вихлопних газів автотранспорту.
При високих концентраціях озон шкідливий, вражає рослини і може викликати дихальні розлади.
У той же час озон підтримує життя на Землі. Наша планета оточена озоновим шаром, розташованим на великій висоті. Він затримує приблизно 2/3 ультрафіолетового випромінювання Сонця. Якби усе це випромінювання потрапляло на Землю, життя на ньому в звичному вигляді не могло б існувати.
Озоновий шар розташований в стратосфері, на висоті від 15 до 50 км, в основному він сконцентрований па висоті приблизно 20–25 км. Насправді це не чистий озон, а багате озоном повітря.
Усередині озонового шару відбувається безперервний перехід кисню з однієї форми в іншу. Молекули О2 розщеплюються на окремі атоми Оксигену (О). Ці атоми з'єднуються з молекулами кисню, утворюючи озон О3, а потім озон знову розпадається на кисень О2 і окремі атоми Оксигену.
Необхідну для реакцій енергію дає сонячне випромінювання. Поглинаючи цю енергію в основному з ультрафіолетової частини спектра, озоновий шар не дає ультрафіолетовому випромінюванню досягати Землі.
Вплив УФ
Незначна кількість ультрафіолету змушує шкіру людини виробляти більшу кількість захисного пігменту меланіну, викликаючи появу засмаги. Більш високі рівні цього випромінювання викликають різні форми раку шкіри, катаракту очей, що приводить до сліпоти, і впливають на імунну систему, зменшуючи опірність організму. Занадто великий його рівень здійснює також згубний вплив на рослини й найдрібніші водні організми, що утворюють морський планктон – основу всіх харчових ланцюжків в океані. Порушення екологічної рівноваги в океанах – перспектива, про яку не хочеться навіть думати.
Кількість різних газів в озоновому шарі коливається зі змінами температури, часом доби і року. Проте до недавнього часу, можливо, протягом багатьох мільйонів років, існувала довготривала стала рівновага.
У 1985 році за допомогою повітряних зондів і наземних приладів вчені виміряли озоновий шар. Вони виявили, що навесні над Антарктидою на кілька тижнів з'являється «озонова діра». Насправді це більше схоже на розрідження, тобто зменшення кількості молекул озону, яке призводить до потрапляння більшої кількості ультрафіолетового випромінювання на поверхню Землі. Вважається, що таке розрідження почалося приблизно в 1975 році.
Озоновий шар і його руйнівники
У 1987 році висотні літаки взяли проби повітря над Антарктидою. З'ясувалося, що руйнування озону в основному викликане наявністю хімічних сполук, відомих як хлорфторвуглеводні (ХФВ). Вони застосовувалися в холодильниках, аерозолях і миючих засобах, а також при виробництві товарів з пінопласту.
ХФВ потрапляють у верхні шари атмосфери які домішки. Під дією сонячного світла їх молекули розпадаються з вивільненням атомів хлору і його оксидів. Хлор «відбирає» один атом Оксигену у озону, перетворюючи його в звичайний кисень. Один атом хлору може зробити це із безліччю (до 100000) молекул озону.
Незабаром після цього над Арктикою також була виявлена «озонова діра». На початку 1990-х років розрідження було виявлено в літній час в атмосфері помірних широт, над Північною Америкою і Європою.
Чому таке суттєве розрідження відбулося над Антарктидою? Зникла майже половина озону, але через кілька тижнів він з'явився знову. Вважається, що в зимовий час під дією низьких температур високі хмари замерзають з утворенням кристалів льоду. На поверхнях кристаликів відбувається розщеплення ХФВ з виділенням хлору. Згодом, з появою весняного тепла, хлор знову готовий до «атаки» на озон.
Заборона ХФВ
У 1987 році 24 країни підписали Монреальський протокол, який закликав до зменшення використання хладонів. Вчені провели дослідження заміни ХФВ менш шкідливими речовинами. Однак деякі з країн, що підписали цей протокол, не виконали своїх зобов'язань.
Станом на 2003 рік багато країн припинили використання ХФВ за винятком деяких спеціальних застосувань. Нові дослідження показали, що діра в озоновому шарі над Антарктидою з кожним роком зменшується.
Однак ХФВ залишатимуться в атмосфері до 100 років, а довгострокові ефекти зниження вмісту озону тільки починають проявлятися. Румер Бойков із Всесвітньої метеорологічної організації так оцінив ситуацію: «Ми сподіваємося, що озоновий шар відновиться, але це відбудеться не раніше 2050–70 років за умови, що правил будуть дотримуватися усі».
Читайте також:
