Pastaruoju metu visuomenei vis labiau rūpi aplinkosaugos problemos – saugoti aplinką, gyvūnus, mažinti kenksmingų ir pavojingų emisijų kiekį. Tikrai visi yra girdėję apie tai, kas yra ozono skylė ir kad šiuolaikinėje Žemės stratosferoje jų yra labai daug. Tai tiesa.
Šiuolaikinė antropogeninė veikla ir technologijų plėtra kelia grėsmę gyvūnų ir augalų egzistavimui Žemėje, taip pat pačių žmonių gyvybei.
Ozono sluoksnis yra apsauginis mėlynosios planetos apvalkalas, esantis stratosferoje. Jo aukštis yra maždaug dvidešimt penki kilometrai nuo žemės paviršiaus. O šis sluoksnis susidaro iš deguonies, kuris, veikiamas saulės spinduliuotės, vyksta cheminėmis transformacijomis. Vietinį ozono koncentracijos sumažėjimą (bendrinėje kalboje tai yra gerai žinoma „skylė“) šiuo metu lemia daugybė priežasčių. Visų pirma, tai, žinoma, žmogaus veikla (tiek gamyba, tiek kasdienybė). Tačiau yra nuomonių, kad ozono sluoksnis ardomas veikiant tik gamtos reiškiniams, nesusijusiems su žmonėmis.
Antropogeninė įtaka
Suvokus, kas yra ozono skylė, reikia išsiaiškinti, kokia žmogaus veikla prisideda prie jos atsiradimo. Visų pirma, tai yra aerozoliai. Kasdien naudojame dezodorantus, plaukų lakus, tualetinį vandenį su purškimo buteliukais ir dažnai nesusimąstome, kad tai neigiamai veikia apsauginį planetos sluoksnį.
Faktas yra tai, kad junginiai, esantys skardinėse, prie kurių esame įpratę (įskaitant bromą ir chlorą), lengvai reaguoja su deguonies atomais. Todėl ozono sluoksnis ardomas, po tokių cheminių reakcijų virsdamas visiškai nenaudingomis (o dažnai ir kenksmingomis) medžiagomis.
Ozono sluoksniui ardančių junginių yra ir oro kondicionieriuose, kurie gelbsti gyvybę per vasaros karščius, taip pat vėsinimo įrenginiuose. Plačiai paplitusi žmogaus pramoninė veikla taip pat silpnina žemės apsaugą. Jį slegia pramoninis vanduo (kai kurios kenksmingos medžiagos laikui bėgant išgaruoja), teršia stratosferą ir automobilius. Pastarųjų, kaip rodo statistika, kasmet daugėja. Neigiamai veikia ozono sluoksnį ir
Natūrali įtaka
Žinodami, kas yra ozono skylė, taip pat turite žinoti, kiek jų yra virš mūsų planetos paviršiaus. Atsakymas nuvilia: žemiškoje gynyboje yra daug spragų. Jie yra maži ir dažnai vaizduoja ne skylę, o labai ploną likusį ozono sluoksnį. Tačiau yra ir dvi didžiulės neapsaugotos erdvės. Tai Arkties ir Antarkties ozono skylė.
Virš Žemės ašigalių esančioje stratosferoje beveik nėra apsauginio sluoksnio. Su kuo tai susiję? Ten nėra nei automobilių, nei pramoninės produkcijos. Visa tai susiję su natūralia įtaka, antra priežastis, kai susiduria šilto ir šalto oro srautai. Šiose dujų dariniuose yra daug azoto rūgšties, kuri, veikiama labai žemos temperatūros, reaguoja su ozonu.
Aplinkosaugininkai pavojaus varpais pradėjo skambėti tik XX amžiuje. Destruktyvūs, kurie patenka į žemę nesusidūrę su ozono barjeru, gali sukelti žmonių odos vėžį, taip pat daugelio gyvūnų ir augalų (pirmiausia jūrinių) mirtį. Taigi tarptautinės organizacijos uždraudė beveik visus junginius, kurie ardo apsauginį mūsų planetos sluoksnį. Manoma, kad net jei žmonija staiga sustabdys bet kokį neigiamą poveikį ozonui stratosferoje, šiuo metu esančios skylės neišnyks labai greitai. Tai paaiškinama tuo, kad freonai, kurie jau pasiekė kelią į viršų, gali savarankiškai egzistuoti atmosferoje dešimtmečius.
Pirmiausia reikia išsiaiškinti, kad ozono skylė, priešingai nei jos pavadinimas, nėra skylė atmosferoje. Ozono molekulė skiriasi nuo įprastos deguonies molekulės tuo, kad ją sudaro ne du, o trys vienas su kitu sujungti deguonies atomai. Atmosferoje ozonas koncentruojasi į vadinamąsias ozono sluoksnis, maždaug 30 km aukštyje stratosferoje. Šis sluoksnis sugeria Saulės skleidžiamus ultravioletinius spindulius, kitaip saulės spinduliuotė gali padaryti didelę žalą gyvybei Žemės paviršiuje. Todėl į bet kokią grėsmę ozono sluoksniui reikia žiūrėti labai rimtai. 1985 metais Pietų ašigalyje dirbantys britų mokslininkai išsiaiškino, kad per Antarktidos pavasarį ozono lygis ten atmosferoje buvo gerokai žemesnis už normalų. Kiekvienais metais tuo pačiu metu ozono kiekis mažėjo – kartais labiau, kartais – mažiau. Panašios, bet ne tokios ryškios ozono skylės atsirado ir virš Šiaurės ašigalio per arktinį pavasarį.
Vėlesniais metais mokslininkai išsiaiškino, kodėl atsiranda ozono skylė. Kai saulė nusileidžia ir prasideda ilga poliarinė naktis, temperatūra krenta ir susidaro aukšti stratosferos debesys, kuriuose yra ledo kristalų. Šių kristalų atsiradimas sukelia daugybę sudėtingų cheminių reakcijų, dėl kurių kaupiasi molekulinis chloras (chloro molekulė susideda iš dviejų sujungtų chloro atomų). Pasirodžius saulei ir prasidėjus Antarkties pavasariui, veikiant ultravioletiniams spinduliams, nutrūksta tarpmolekuliniai ryšiai, o į atmosferą veržiasi chloro atomų srautas. Šie atomai veikia kaip katalizatoriai reakcijoms, kurios ozoną paverčia paprastu deguonimi, vykstant pagal šią dvigubą schemą:
Cl + O 3 -> ClO + O 2 ir ClO + O -> Cl + O 2
Dėl šių reakcijų ozono molekulės (O 3) paverčiamos deguonies molekulėmis (O 2), o pirminiai chloro atomai lieka laisvoje būsenoje ir vėl dalyvauja šiame procese (kiekviena chloro molekulė sunaikina milijoną ozono molekulių prieš jų atsiradimą). pašalinami iš atmosferos kitų cheminių reakcijų metu). Dėl šios transformacijų grandinės ozonas pradeda nykti iš atmosferos virš Antarktidos, sudarydamas ozono skylę. Tačiau netrukus, atšilus, Antarkties sūkuriai subyra, į teritoriją veržiasi grynas oras (su nauju ozonu), o skylė išnyksta.
1987 m. Monrealyje įvyko tarptautinė konferencija dėl grėsmės ozono sluoksniui, o pramoninės šalys susitarė sumažinti ir galiausiai panaikinti gamybą. chlorinti ir fluorinti angliavandeniliai (chlorfluorangliavandeniliai, CFC) - ozono sluoksnį ardančių cheminių medžiagų. Iki 1992 metų šias medžiagas pakeisti saugiomis pavyko taip sėkmingai, kad buvo priimtas sprendimas iki 1996 metų jas visiškai sunaikinti. Šiandien mokslininkai mano, kad maždaug po penkiasdešimties metų ozono sluoksnis bus visiškai atkurtas.
Žemė suprojektuota taip, kad būtų išsaugota unikali jos ekosistema. Šiems tikslams tarnauja atmosferos sluoksniai, dengiantys planetą nuo ultravioletinių spindulių, radiacijos ir kosminių šiukšlių prasiskverbimo. Gamtoje viskas tobula, o kišimasis į jos struktūrą veda į įvairius kataklizmus ir nusistovėjusios tvarkos sutrikdymą. XX amžiaus pabaigoje išryškėjo aiški problema, kuri liečia visą žmoniją. Antarkties regione susiformavusi ozono skylė patraukė mokslininkų iš viso pasaulio dėmesį. Kritinę aplinkos padėtį apsunkino dar viena rimta problema.
Nustatyta, kad žemės paviršių supančiame ozono sluoksnyje susidarė daugiau nei tūkstančio kilometrų tarpas. Per jį patenka radiacija, neigiamai veikianti žmones, gyvūnus ir augmeniją. Vėliau dar keliose vietose buvo aptiktos ozono skylės ir suplonėjęs dujų gaubtas, kuris sukėlė ažiotažą visuomenės sluoksniuose.
Problemos esmė
Ozonas susidaro iš deguonies, kurį veikia ultravioletiniai spinduliai. Šios reakcijos dėka planetą gaubia dujų sluoksnis, pro kurį spinduliuotė negali prasiskverbti. Šis sluoksnis yra 25-50 kilometrų aukštyje virš paviršiaus. Ozono storis nėra labai didelis, tačiau jo visiškai pakanka, kad planetoje egzistuotų visi gyvi dalykai.
Kas yra ozono skylė, sužinota praėjusio amžiaus 80-aisiais. Šį sensacingą atradimą padarė anglų mokslininkai. Vietose, kur ozonas yra sunaikintas, dujų nėra visiškai, jų koncentracija sumažėja iki kritinio 30%. Stratosferos sluoksnyje susidaręs tarpas leidžia ultravioletiniams spinduliams prasiskverbti į žemę, galinčius sudeginti gyvus organizmus.
Pirmoji tokia skylė buvo aptikta 1985 m. Jo vieta yra Antarktida. Didžiausias laikas, kai ozono skylė išsiplėtė, buvo rugpjūtis, o žiemą dujos tapo tankesnės ir praktiškai uždarė stratosferos sluoksnio skylę. Kritiniai aukščio taškai yra 19 kilometrų atstumu nuo žemės.
Virš Arkties atsirado antroji ozono skylė. Jo dydis buvo daug mažesnis, bet šiaip buvo stulbinantis panašumas. Kritiniai aukščiai ir išnykimo laikai sutapo. Šiuo metu ozono skylės atsiranda įvairiose vietose.
Kaip plonėja ozono sluoksnis?
Mokslininkai ozono sluoksnio plonėjimo problemą sieja su gamtos reiškiniais, vykstančiais Žemės rutulio ašigaliuose. Remiantis jų teorija, per ilgas poliarines naktis saulės spinduliai nepasiekia žemės, ozonas negali susidaryti iš deguonies. Šiuo atžvilgiu susidaro debesys, kuriuose yra daug chloro. Būtent šios dujos sunaikina dujas, kurios taip reikalingos planetai apsaugoti.
Žemė išgyveno vulkaninio aktyvumo laikotarpį. Tai taip pat turėjo neigiamos įtakos ozono sluoksnio storiui. Degimo produktų išmetimas į atmosferą sunaikino ir taip ploną stratosferos sluoksnį. Freonų išmetimas į orą – dar viena apsauginio žemės sluoksnio plonėjimo priežastis.
Ozono skylė išnyksta, kai tik saulė pradeda šviesti ir sąveikauja su deguonimi. Dėl oro srovių dujos pakyla ir užpildo susidariusią tuštumą. Ši teorija įrodo, kad ozono cirkuliacija yra pastovi ir neišvengiama.
Kitos ozono skylių priežastys
Nepaisant to, kad cheminiai procesai atlieka dominuojantį vaidmenį formuojant ozono skyles, žmogaus poveikis gamtai sukuria pagrindines prielaidas. Natūraliai susidarantys chloro atomai nėra vienintelės medžiagos, kenkiančios ozonui. Dujos taip pat sunaikinamos veikiant vandeniliui, bromui ir deguoniui. Šių junginių atsiradimo ore priežastys slypi žmogaus veikloje planetoje. Būtinos sąlygos yra šios:
- gamyklų ir gamyklų funkcionavimas;
- gydymo įstaigų trūkumas;
- Šiluminių elektrinių emisijos į atmosferą;
Branduoliniai sprogimai neigiamai paveikė atmosferos vientisumą. Jų pasekmės vis dar turi įtakos planetos ekologijai. Sprogimo momentu susidaro didžiulis azoto oksidų kiekis, kuris pakildamas ardo žemę nuo radiacijos saugančias dujas. Per 20 bandymų metų į atmosferą buvo išleista daugiau nei trys milijonai tonų šios medžiagos.
Reaktyviniai lėktuvai turi pražūtingą poveikį ozono sluoksniui. Deginant kurui turbinose, išsiskiria azoto oksidai, kurie tiesiogiai patenka į atmosferą ir sunaikina dujų molekules. Šiuo metu iš milijono tonų šios medžiagos išmetama trečdalis iš lėktuvų.
Atrodytų, mineralinės trąšos yra nekenksmingos ir naudingos, tačiau iš tikrųjų jos taip pat turi žalingą poveikį atmosferai. Sąveikaujant su bakterijomis, jos yra perdirbamos į azoto oksidą, o vėliau, veikiamos cheminių reakcijų, keičia savo formą ir tampa oksidais.
Taigi ozono skylė yra ne tik gamtos reiškinių, bet ir gamtos reiškinių produktas. Neapgalvoti sprendimai gali sukelti netikėtų rezultatų.
Kodėl ozono sluoksnio išnykimas aplink planetą yra pavojingas?
Saulė yra šilumos ir šviesos šaltinis viskam, kas yra planetoje. Gyvūnai, augalai ir žmonės klesti dėl gyvybę teikiančių spindulių. Tai pastebėjo senovės pasaulio žmonės, kurie pagrindiniu stabu laikė Saulės dievą. Tačiau žvaigždė gali tapti ir gyvybės planetoje mirties priežastimi.
Pro ozono skylutes, susidariusias veikiant žmogaus ir gamtos tandemui, saulės spinduliuotė gali pasiekti žemę ir sudeginti viską, kas kadaise buvo puoselėjama. Žalingos pasekmės žmonėms yra akivaizdžios. Mokslininkai nustatė, kad jei apsauginės dujos ar jų sluoksnis suplonės vienu procentu, tai žemėje atsiras dar septyniais tūkstančiais vėžiu sergančių pacientų. Pirmiausia nukentės žmonių oda, o vėliau ir kiti organai.
Ozono skylių susidarymo pasekmės paliečia ne tik žmoniją. Nukenčia augmenija, gelmių jūros fauna ir gyventojai. Masinis jų išnykimas yra tiesioginė saulėje ir atmosferoje vykstančių procesų pasekmė.
Problemos sprendimo būdai
Ozono skylių atsiradimo atmosferoje priežastys yra įvairios, tačiau jos susiveda į vieną esminį faktą: neapgalvotą žmogaus veiklą ir naujus technologinius sprendimus. Freonai, patenkantys į atmosferą ir ardantys jos apsauginį sluoksnį, yra įvairių cheminių medžiagų degimo produktas.
Norint sustabdyti šiuos procesus, reikia radikaliai naujų mokslo pasiekimų, kurie leistų gaminti, deginti, gaminti ir skristi nenaudojant azoto, fluoro ir bromo bei jų darinių.
Problema siejama su neefektyvia gamyba ir žemės ūkio veikla. Atėjo laikas pagalvoti:
- dėl valymo įrenginių įrengimo ant rūkymo vamzdžių;
- dėl cheminių trąšų pakeitimo organinėmis;
- apie transporto perėjimą prie elektros.
Per pastaruosius šešiolika metų, nuo 2000 m., buvo padaryta gana daug. Mokslininkai pasiekė nuostabių rezultatų: ozono skylės virš Antarktidos dydis sumažėjo Indijos teritorijai prilygstančiu plotu.
Neatsargaus ir nedėmesingo požiūrio į aplinką pasekmės jau jaučiasi. Kad padėtis nepablogėtų dar labiau, būtina problemą spręsti pasauliniu mastu.
Yra daug hipotezių, bandančių paaiškinti ozono koncentracijos mažėjimą. Jo svyravimų Žemės atmosferoje priežastys yra susijusios su:
- · su dinaminiais procesais, vykstančiais Žemės atmosferoje (vidinės gravitacijos bangos, Azorų anticiklonas ir kt.);
- · su Saulės įtaka (jos veiklos svyravimais);
- · su vulkanizmu, kuris yra geologinių procesų pasekmė (freonų nutekėjimas iš ugnikalnių, susijusių su ozono sluoksnio ardymu, Žemės magnetinio lauko kitimas ir kt.);
- · su natūraliais procesais, vykstančiais viršutiniuose Žemės apvalkaluose, įskaitant azotą gaminančių mikroorganizmų veiklą, jūros sroves (El Niño fenomenas), miškų gaisrus ir kt.;
- · su antropogeniniu veiksniu, susijusiu su žmogaus ūkine veikla, kai į atmosferą išsiskiria dideli kiekiai ozono sluoksnį ardančių junginių.
Pastaraisiais dešimtmečiais smarkiai išaugo antropogeninių veiksnių įtaka, dėl kurios atsirado aplinkos problemų, kurias patys žmonės netikėtai pavertė globaliomis: šiltnamio efektas, rūgštūs lietūs, miškų naikinimas, teritorijų dykumėjimas, aplinkos tarša kenksmingų medžiagų mažinimas ir planetos biologinės įvairovės mažinimas.
Kai kurie mokslininkai mano, kad būtent žmonių ūkinė veikla iš esmės padidino stratosferos ozono halogenų skilimo tako dalį, kuri išprovokavo ozono skylių atsiradimą.
1987-ųjų Monrealio protokolas uždraudė gaminti šaltnešius, kurie pastaruosius pusę amžiaus buvo naudojami maistui konservuoti, todėl gyvenimas ne tik tapo patogesnis, bet ir išgelbėjo daugelio milijonų žmonių, kenčiančių nuo maisto trūkumo, gyvybes. Kadangi pigūs šaltnešiai buvo uždrausti, neišsivysčiusios šalys negalėjo įsigyti brangių šaltnešių. Todėl jie negali sandėliuoti savo gaminamos žemės ūkio produkcijos. Brangi importuota įranga, sukurta „kovos su ozono skylėmis“ iniciatorių šalyse, jiems atneša nemažų pajamų. Šaldymo agentų uždraudimas prisidėjo prie mirtingumo skurdžiausiose šalyse padidėjimo.
Šiandien galime drąsiai teigti, kad nėra griežtai moksliškai įrodytų įrodymų, kad dirbtinai sukurtos chlorfluorangliavandenilio molekulės daro destruktyvų poveikį planetos ozono sluoksniui. Tačiau mokslo bendruomenėje vyrauja požiūris, kad XX amžiaus antroje pusėje ozono sluoksnio storio mažėjimo priežastis buvo antropogeninis veiksnys, dėl kurio chloro išsiskyrimo forma ir bromo turinčių freonų, labai suplonėjo ozono sluoksnis.
Freonai yra fluoro turintys sočiųjų angliavandenilių (daugiausia metano ir etano) dariniai, naudojami kaip šaltnešiai šaldymo mašinose. Freono molekulėse, be fluoro atomų, dažniausiai yra chloro atomų, rečiau bromo. Yra žinoma daugiau nei 40 skirtingų freonų. Daugumą jų gamina pramonė.
Freonas 22 (Freonas 22) - priklauso 4 pavojingumo klasės medžiagoms. Veikiant aukštesnei nei 400°C temperatūrai, gali suirti ir susidaryti labai toksiški produktai: tetrafluoretilenas (4 pavojingumo klasė), vandenilio chloridas (2 pavojingumo klasė), vandenilio fluoridas (1 pavojingumo klasė).
Taigi gauti duomenys sustiprino daugelio (bet ne visų!) tyrėjų išvadą, kad pastebėtas ozono nykimas vidutinėse ir aukštosiose platumose daugiausia yra dėl antropogeninių chloro ir bromo turinčių junginių.
Tačiau, remiantis kitomis idėjomis, „ozono skylių“ susidarymas iš esmės yra natūralus, periodiškas procesas, nesusijęs vien tik su žalingu žmogaus civilizacijos poveikiu. Tokio požiūrio šiandien daugelis nepritaria ne tik todėl, kad jiems trūksta argumentų, bet ir todėl, kad po „pasaulinių utopijų“ sekti jį buvo naudingiau. Daugelis mokslininkų, neturėdami lėšų moksliniams tyrimams, tapo ir tampa dotacijų aukomis, pagrįsti „pasaulinio aplinkos šovinizmo“ idėjas ir pažangos kaltę.
Kaip pažymi G. Kručenickis, praktiškai pirmasis Rusijos ozono specialistas A. Khrgianas atkreipė dėmesį į tai, kad ozono skylių susidarymas ir nykimas šiauriniame pusrutulyje koreliuoja su atmosferos-dinaminiais, o ne cheminiais procesais. Ozono kiekis gali pasikeisti keliomis dešimtimis procentų per dvi ar tris dienas. Tai yra, tai ne ozono sluoksnį ardančių medžiagų, o pačios atmosferos dinamikos reikalas.
Žymus atmosferos tyrimų srities specialistas E. Borisenkovas, remdamasis devynių Vakarų Europos stočių dvidešimt trejų metų duomenų apdorojimu, nustatė ryšį tarp 11 metų Saulės aktyvumo ciklų ir ozono pokyčių Žemės atmosferoje.
Ozono skylių atsiradimo priežastys dažniausiai siejamos su antropogeniniais junginių šaltiniais, prasiskverbinčiais į Žemės atmosferos stratosferinį sluoksnį. Tačiau yra vienas laimikis. Tai slypi tame, kad pagrindiniai ozono sluoksnį ardančių junginių šaltiniai yra ne poliarinėse (pietinėse ir šiaurinėse) platumose, o yra susitelkę arčiau pusiaujo ir beveik vien tik šiauriniame pusrutulyje. Tuo tarpu dažniausiai ozono sluoksnio storio plonėjimo reiškiniai (tikrasis ozono skylių atsiradimas) stebimi Antarktidoje (pietų pusrutulyje), rečiau – Arkties zonoje.
Tai yra, ozono sluoksnį ardančių junginių šaltiniai turi būti greitai ir gerai susimaišę Žemės atmosferoje. Tuo pačiu metu jie greitai palieka apatinius atmosferos sluoksnius, kur taip pat turėtų būti stebimos jų reakcijos dalyvaujant ozonui. Teisybės dėlei reikia pažymėti, kad troposferoje ozono yra žymiai mažiau nei stratosferoje. Be to, šių junginių „gyvenimo laikas“ gali siekti keletą metų. Todėl jie gali pasiekti stratosferą dominuojančių vertikalių oro masių judėjimo ir šilumos sąlygomis. Bet čia iškyla sunkumai. Kadangi pagrindiniai judesiai, susiję su šilumos ir masės perdavimu (šiluma + pernešama oro masė), vyksta būtent troposferoje. O kadangi oro temperatūra jau pastovi 11-10 km aukštyje ir yra apie -50 C, tai šį šilumos ir masės perdavimą iš troposferos sluoksnio į stratosferos sluoksnį reikėtų sulėtinti. O antropogeninių šaltinių, ardančių ozono sluoksnį, dalyvavimas gali būti ne toks reikšmingas, kaip vis dar manoma.
Kitas faktas, galintis sumažinti antropogeninio veiksnio vaidmenį ardant Žemės ozono sluoksnį, yra ozono skylių atsiradimas, dažniausiai pavasarį ar žiemą. Tačiau tai, pirma, prieštarauja prielaidai apie galimybę greitai susimaišyti ozoną ardančius junginius Žemės atmosferoje ir prasiskverbti į didelės ozono koncentracijos stratosferos sluoksnį. Antra, nuolat veikia antropogeninis ozono sluoksnį ardančių junginių šaltinis. Todėl ozono skylių atsiradimo priežastį pavasarį ir žiemą ir net poliarinėse platumose sunku paaiškinti antropogenine priežastimi. Tačiau poliarinės žiemos ir natūralus saulės spinduliuotės sumažėjimas žiemą patenkinamai paaiškina natūralią ozono skylių atsiradimo Antarktidoje ir Arktyje priežastį. Pavyzdžiui, ozono koncentracija Žemės atmosferoje vasarą svyruoja nuo 0 iki 0,07%, o žiemą – nuo 0 iki 0,02%.
Antarktidoje ir Arktyje ozono naikinimo mechanizmas iš esmės skiriasi nuo aukštesnių platumų. Čia daugiausia vyksta neaktyvių halogenų turinčių medžiagų formų pavertimas oksidais. Reakcija vyksta poliarinių stratosferos debesų dalelių paviršiuje. Dėl to beveik visas ozonas sunaikinamas reakcijose su halogenais. Tuo pačiu metu chloras sudaro 40-50%, o bromas - apie 20-40%.
Atėjus poliarinei vasarai ozono kiekis didėja ir grįžta į buvusį lygį. Tai reiškia, kad ozono koncentracijos svyravimai virš Antarktidos yra sezoniniai. Visi tai pripažįsta. Tačiau jei vis dėlto anksčiau antropogeninių ozono sluoksnį ardančių junginių šaltinių šalininkai buvo linkę teigti, kad per metus buvo stebima pastovi ozono koncentracijos mažėjimo dinamika, tai vėliau ši dinamika pasirodė priešinga. Ozono skylės pradėjo trauktis. Nors, jų nuomone, ozono sluoksnio atstatymas turėtų užtrukti kelis dešimtmečius. Kadangi buvo manoma, kad atmosferoje susikaupė didžiulis kiekis antropogeninių šaltinių freonų, kurių gyvavimo laikas siekia dešimtis ir net šimtus metų. Todėl nereikėtų tikėtis, kad ozono skylė užsidarys iki 2048 m. Kaip matome, ši prognozė nepasitvirtino. Tačiau drastiškai stengtasi sumažinti freono gamybos apimtis.
organizmas ultravioletinis ozonas jūrinis
Ozono skylė yra vietinis ozono koncentracijos sumažėjimas Žemės ozono sluoksnyje. Iš pradžių ekspertai teigė, kad ozono koncentracija linkusi keistis dėl dalelių, kurios išsiskiria bet kokio atominio sprogimo metu.
Ilgą laiką ozono skylių atsiradimo Žemės atmosferoje kaltininkais buvo laikomi didelio aukščio lėktuvai ir erdvėlaivių skrydžiai.
Tačiau daugybė tyrimų ir eksperimentų parodė, kad ozono lygis gali kokybiškai skirtis dėl tam tikrų natūraliai susidarančių azoto turinčių oro teršalų.
Pagrindinės ozono skylių priežastys
Jau seniai nustatyta, kad didžioji dalis natūralaus ozono randama 15–50 kilometrų aukštyje virš Žemės paviršiaus – stratosferoje. Ozonas duoda didžiausią naudą, nes sugeria didelį kiekį ultravioletinės saulės spinduliuotės, kuri kitu atveju būtų pražūtinga mūsų planetos gyviems organizmams. Ozono koncentracijos sumažėjimą tam tikroje vietoje gali lemti dviejų tipų oro tarša. Tai apima:
- Natūralūs procesai, sukeliantys oro taršą.
- Antropogeninė Žemės atmosferos tarša.
Žemės mantijoje nuolat vyksta degazavimo procesai, dėl kurių išsiskiria įvairūs organiniai junginiai. Purvo ugnikalniai ir hidroterminės angos gali generuoti tokio tipo dujas.
Be to, žemės plutoje yra tam tikrų dujų, kurios yra laisvos būsenos. Kai kurie iš jų gali pasiekti žemės paviršių ir pro žemės plutos įtrūkimus pasklisti į atmosferą. Todėl paviršiniame ore virš naftos ir dujų baseinų dažnai būna padidėjęs metano kiekis. Šios taršos rūšys gali būti klasifikuojamos kaip natūralios – atsirandančios dėl gamtos reiškinių.
Antropogeninę oro taršą gali sukelti kosminių raketų paleidimai ir viršgarsiniai reaktyviniai skrydžiai. Taip pat daug įvairių cheminių junginių išskiriama į atmosferą išgaunant ir apdorojant daugybę mineralų iš žemės žarnų.
Didelę reikšmę oro taršai atlieka ir dideli pramoniniai miestai, kurie yra unikalūs antropogeniniai šaltiniai. Oro masės tokiose vietose užterštos dėl didelio kelių transporto srauto, taip pat dėl įvairių pramonės įmonių išmetamų teršalų.
Ozono skylių atmosferoje atradimo istorija
Pirmą kartą ozono skylę 1985 metais atrado britų mokslininkų grupė, vadovaujama Joe Farmano. Skylės skersmuo buvo daugiau nei 1000 kilometrų, ji buvo virš Antarktidos - pietiniame pusrutulyje. Kasmet rugpjūtį pasirodanti ozono skylė išnyko nuo gruodžio iki sausio mėn.
1992-ieji mokslininkams buvo pažymėti tuo, kad virš šiaurinio pusrutulio Antarktidoje susiformavo dar viena daug mažesnio skersmens ozono skylė. O 2008 metais pirmojo Antarktidoje aptikto ozono reiškinio skersmuo pasiekė didžiausią rekordinį dydį – 27 milijonus kvadratinių kilometrų.
Galimos ozono skylių išsiplėtimo pasekmės
Kadangi ozono sluoksnis skirtas apsaugoti mūsų planetos paviršių nuo ultravioletinės saulės spinduliuotės pertekliaus, ozono skyles galima laikyti tikrai pavojingu gyviems organizmams reiškiniu. Ozono sluoksnio sumažėjimas žymiai padidina saulės spinduliuotės srautą, o tai gali turėti įtakos staigiam odos vėžio atvejų skaičiui. Ozono skylių atsiradimas ne mažiau žalingas augalams ir gyvūnams Žemėje.
Visuomenės dėmesio dėka 1985 metais buvo priimta Vienos konvencija dėl ozono sluoksnio apsaugos. Tada atsirado vadinamasis Monrealio protokolas, priimtas 1987 m. ir apibrėžiantis pavojingiausių chlorfluorangliavandenilių sąrašą. Tuo pačiu metu šiuos oro teršalus gaminančios šalys įsipareigojo apriboti jų išmetimą, o iki 2000 m. – visiškai juos sustabdyti.
Hipotezės apie natūralią ozono skylės kilmę
Tačiau Rusijos mokslininkai paskelbė hipotezės apie natūralią Antarkties ozono skylės kilmę patvirtinimą. 1999 metais Maskvos valstybiniame universitete NPO Typhoon paskelbė mokslinį darbą, kuriame, remiantis geofizikų A.P. Kapitsa ir A.A. Gavrilovos, Antarkties ozono skylė egzistavo dar prieš ją atrandant tiesioginiais eksperimentiniais metodais 1982 m., o tai, pasak Rusijos mokslininkų, patvirtina hipotezę apie natūralią ozono skylės virš Antarktidos kilmę.
Šio mokslinio darbo autoriai buvo A. P. Kapitsa (Rusijos mokslų akademijos narys korespondentas) ir A. A. Gavrilovas (Maskvos valstybinis universitetas). Šie du mokslininkai sugebėjo nustatyti, kad antropogeninei Antarkties ozono skylės atsiradimo hipotezei prieštaraujančių faktų skaičius nuolat auga, o įrodžius, kad Antarktidoje 1957–1959 m. buvo gauti anomaliai mažų bendro ozono kiekio verčių duomenys. yra teisingi, tapo akivaizdu, kad ozono skylių atsiradimo priežastis skiriasi nuo antropogeninės.
Kapitsos ir Gavrilovo tyrimų rezultatai paskelbti Mokslų akademijos pranešimuose, 1999, 366 tomas, Nr. 543-546
