5. Структура атмосферы и тенденции ее изменения

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая Землю и вращающаяся вместе с ней. Масса атмосферы нашей планеты ничтожна – всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них на режим рек, почвенно-растительный покров и на процесс рельефообразования.

Современный газовый состав атмосферы – результат длительного исторического развития земного шара. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов – азота (78,09%) и кислорода (20,95%).

В нормальных условиях в нем присутствуют аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%), незначительное количество инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиак, метан, озон, диоксид серы и другие газы. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы) и из космоса (космическая пыль), а также различные продукты растительного, животного и микробного происхождения.

Наибольшее значение для жизни экосистем имеют три газа, входящие в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биохимических циклах.

Если вмешательство человека в экосистемы незначительно, то в биосфере сохраняется равновесие. Однако усиливающееся влияние человека на природу – вырубка лесов, которые выделяют кислород и испаряют много воды, сжигание больших количеств топлива, содержащего углерод, уменьшение испарения с поверхности океана из-за загрязнения нефтью – нарушает круговороты веществ и приводит к глобальному ухудшению состояния биосферы.

Опасная перспектива изменения биосферы – потепление климата под влиянием парникового эффекта. Диоксид углерода, а также метан, оксиды азота, некоторые другие газы и пыль в атмосфере по своему влиянию на тепловой режим планеты подобны полиэтиленовой пленке над парником. « Пленочное покрытие » пропускает к Земле прямые лучи солнца, но задерживает тепло, отраженное ее поверхностью. Поэтому влияние загрязнения на изменения температуры в атмосфере называют « парниковым эффектом ». В результате хозяйственной деятельности человека концентрация газов и пыли в атмосфере возрастает, и парниковый эффект усиливается. Если этот процесс не будет приостановлен, может начаться таяние льдов Антарктики и Арктики, горных ледников. Уровень Мирового океана может подняться на несколько метров. При повышении уровня Мирового океана на 1 м будут затоплены территории, на которых проживает 1 млрд человек, с лица Земли исчезнет большая часть таких государств, как Бангладеш и Нидерланды.

Не менее опасно для биосферы и разрушение озонового слоя, который расположен на высоте 15–50 км от земной поверхности и защищает живые организмы от опасных коротковолновых ультрафиолетовых лучей. Озоновый слой разрушается в результате попадания на него летучих хлорфторорганических соединений, которые распадаются под действием солнечного света. Каждый атом хлора или фтора, попавший в озоновый слой, может разрушить до 105 молекул озона.

Последствий разрушения озонового слоя может быть множество. Обычно в первую очередь говорят о росте числа раковых заболеваний, прежде всего рака кожи, который вызывается увеличением на поверхности Земли ультрафиолетового излучения. По оценкам ученых, уменьшение толщины озонового слоя на 1% повысит интенсивность ультрафиолетового излучения на поверхности Земли на 2%, что увеличит уровень заболеваемости раком кожи на 3–6%. Ультрафиолетовое излучение, поступающее к Земле, при превышении некоторой критической дозы, угнетает фотосинтез растений. А это в свою очередь приводит к уменьшению кислорода в атмосфере, содержание которого и так падает из-за сжигания 15 млрд т топлива в год.

Возрастающее ультрафиолетовое излучение губительно действует на молекулы ДНК и РНК, приводя к генетическим изменениям.