6.5 Ядерна ніч та ядерна зима

Крім повільних змін клімату, людство може викликати його різкі катастрофічні зміни, що знищать не лише людину як біологічний вид, а, можливо, й все живе на Землі. Такою катастрофою була б ядерна війна.

Ядерний конфлікт, глобального масштабу, матиме такі наслідки:

• ядерні вибухи й колосальні пожежі призведуть до теплового нагрівання атмосфери;

• атмосфера буде забруднена радіоактивними речовинами;

• виділення СО₂, СО, метану, етану та пропану внаслідок пожеж і руйнування свердловин призведе до підвищення глобальної температури Землі на 4-5 °С у перші ж дні після конфлікту;

• утворення під час вибухів окисів азоту та їх надходження в стратосферу зумовить руйнування від 40 до 60 % захисного озонового шару, що викличе різке збільшення ультрафіолетового опромінення поверхні Землі;

• забруднення атмосфери величезною кількістю пилу й сажі внаслідок вибухів і пожеж.

Спостереження за проведеними в 60-х роках наземними ядерними вибухами свідчать про те, що ж таке ядерна ніч та ядерна зима. Під час ядерної катастрофи в атмосферу попадає велика кількість пилу сажі й попелу. Такий пил на тривалий час зависає в повітрі та потрапляє в стратосферу. Пил, попіл і сажа за один-два тижні затяггують небо над усією Землею. В результаті прозорість атмосфери зменшиться в 200 разів. На Землі настає ядерна ніч, яка триватиме кілька місяців, викличе загибель урожаю й більшості рослинного покриву Землі. Сильне запорошення атмосфери спричинить нагрівання тропосфери й похолодання приземного шару повітря на 15⁰-30 °С протягом першого місяця після конфлікту. Результати моделювання свідчать, що локальні зниження температури будуть ще більшими — на 40-50 °С у помірному поясі Північної півкулі. Настане ядерна зима, що триватиме кілька місяців. Врешті-решт, через кілька місяців темряви й холоду пил і сажа осядуть. Охолодження зміниться нагріванням атмосфери на 20-30 °С вище норми, що спричинить повені й селі, перш за все в гірських місцевостях. Неоднорідні температурні зміни над сушею й морем зумовлять ураганні вітри й снігопади в прибережних районах материків.

Загибель рослинності й тварин, радіоактивне забруднення, вихід з ладу енергетичних систем і зв'язку, ніч і лютий мороз, ураганні вітри викличуть такий психологічний шок, який людство не зможе пережити. Таким чином, локальний ядерний конфлікт спричинить глобальну загибель людства, а ймовірно, й усієї біосфери.

Модель подібного явища дала нам сама природа. В 1815 р. сталося катастрофічне виверження вулкана Тамбор у Індонезії, найсильніше за останні 500 років. Під час виверження в атмосферу була викинута величезна кількість газу й попелу. Попіл створив у стратосфері завісу, що значно послабила сонячне випромінювання. Настало сильне охолодження атмосфери. Майже повсюдно в Північній півкулі сніг не танув до середини червня, а в серпні вже почалися заморозки. В багатьох країнах загинув урожай, почався голод. Прозорість атмосфери відновилася повністю лише через два роки.

6.6 Озоновий захисний шар

Озон – в перекладі з грецької «пахучий». Це газ, в молекулі якого міститься три атоми кисню – О_з. Його запах можна відчути після грози, бо в нижньому шарі атмосфери він утворюється під час розряду блискавок. А в стратосфері утворюється під дією Сонця.

Озону в повітрі дуже мало – мільйонні частинки процента. Найбільше його на висоті 20-25 км – 0,001 %. На цій висоті озон утворює оболонку, яку називають озоновим «щитом» Землі. Товщина цього шару – лише кілька міліметрів. В малих кількостях озон дуже корисний для живих організмів. Люди відчувають замітне поліпшення самопочуття при диханні «озоновим» повітрям після грози. Зниження цього шару в 2 рази привело б до згубних наслідків для земного життя.

Чому ж озоновий шар називають «щитом» Землі? Цей шар захищає нашу планету від згубної дії ультрафіолетового проміння Сонця. Малі дози такого випромінювання корисні тим, що сприяють утворенню в організмі людей вітамінів групи «Д», посилюють опірність організму (імунітет). Але в значних дозах це проміння здатне вбити живі організми, насамперед людський. Шар озону, який знаходиться в нижній стратосфері, поглинає ультрафіолетове випромінювання Сонця, яке б могло знищити життя на Землі.

В останні десятиліття у публікаціях вчених звучить тривога про зменшення озону в атмосфері, про виникнення і швидке розширення зони з дуже низькою концентрацією озону над Антарктидою. Таку зону було названо «озоновою дірою». Які ж причини зменшення озонового шару ? Таких причин дуже багато.

• Значну небезпеку для озонового шару становили окиси азоту, утворені при випробовуваннях ядерної зброї. В Північній півкулі кількість озону зменшилась на 3-6 %, але після того як основні ядерні держави світу домовились про припинення ядерних випробувань, ця небезпека зникла.

• Втрачається озон і при запусках штучних супутників Землі, бо при цьому утворюється дірка на кілька кілометрів, яка затягується дуже повільно.

• В знищенні озону беруть участь хлор і його сполуки. До висот озонового шару піднімаються сполуки хлору, які викидають хімічні заводи, а також в побуті – фреони. В нижніх шарах вони залишаються інертними і ні з чим не реагують. Але під дією сонячного проміння в стратосфері фреон розпадається і в результаті реакції з озоном руйнує його. Вчені підрахували, що кожен атом хлору знищує майже 100 000 молекул озону.

До чого може призвести зникнення озонового шару свідчать досліди, поведені в 70-х роках американськими військовими, які розробляли озонову зброю. Як повідомляла американська преса, над одним з ненаселених тихоокеанських островів було запущено ракету, яка розпорошила в озоновому шарі спеціальний реагент, що повністю зв’язав озон, утворивши над цим островцем діру. Кілька годин поверхня острова опромінювалася смертельною УФ-радіацією. В результаті на острові загинуло все живе. Залишилось кілька черепах, тіло яких захищено товстим панциром, проте їх очі було випалено ультрафіолетом.

Вчені, які досліджували озоновий шар, встановили, що кількість озону знижується приблизно на 1 % за десятиріччя. Але вже в 1985 р. появились несподівані повідомлення про зменшення озону над Антарктидою за 7 років майже вдвічі. Це явище вивчали вчені всіх країн, які досліджують Антарктиду. Така велика увага вчених пояснювалась тим, що вони не сподівалися раптового зменшення кількості озону і на такій великій площі. Площа діри майже дорівнює величині Антарктиди. Найбільші втрати озону на висоті 16,6 км, де його залишилось 3 % від нормальної кількості. Точні причини утворення «озонової діри» ще не встановлені. Вчені припускають, що впливають як природні процеси, так і господарська діяльність людини.

У 1982 р. відбулося виверження вулкана Гль-Чічон у Мексиці, який мав дуже велику швидкість струменя викиду. Він швидко досягнув стратосфери і хмара викидів розсіялась на всю територію планети. Внаслідок циркуляції повітря атмосферні домішки переносилися в район Південного полюса, а оскільки в цих домішках було чимало хлору, то вони могли стати причиною зменшення озону над Антарктидою.

Вивчення причин виникнення «озонових дір» триває. Вчені намагаються передбачити не тільки причини, а й наслідки зменшення озонового шару. Встановлено, якщо озону стане менше на 1 %, то це призведе до збільшення захворювань раку шкіри, пошкоджень ока людини та ін.

Озоновий шар тоншає не тільки над Антарктидою. Значне його зменшення в Арктиці – над островами Шпіцберген та Землею Франца Йосифа, над Північною Африкою, тимчасове зниження спостерігається в різних регіонах планети.

Максимальне зниження кількості озону виміряли японці. Вони вважають, що озоновий шар Землі стає тоншим щороку на 2,3 %.

Вчені країн світу намагаються звернути увагу урядів і промисловців на захист озонового шару Землі. Вони довели не тільки шкідливість фреону для знищення озону, але й використання твердого палива в ракетах, домоглися заборони деяких шкідливих для озону технологій.

В Україні спостереження за станом озонового шару проводяться на п'яти озонометричних станціях (у Києві, Борисполі, Одесі, Львові й на Карадагу в Криму). За даними цих спостережень, протягом останніх 10 років загальний уміст озону в атмосфері був значно нижчим від кліматичної норми.

Озонових аномалій над Україною не спостерігалося, проте було зафіксовано кілька випадків зменшення вмісту озону до критичних значень.