4). Проблемы сохранения озонного слоя.
Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Установлено, что каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6 % увеличивается число раковых заболеваний кожи. Жесткое ультрафиолетовое облучение подавляет иммунную систему организма. Кроме того, рост интенсивности ультрафиолетового излучения может привести к снижению урожайности с/х культур и гибели фитопланктона в океане. Озон это трехатомные молекулы кислорода — рассеян над Землей на высоте от 15 до 50 км. Озоновая оболочка очень невелика. Если гипотетически сжать озоновую оболочку при нормальном атмосферном давлении, то получится слой толщиной всего 2мм, однако без него жизнь на нашей планете невозможна.
Озонная дыра, о которой в последнее время очень много говорят и пишут — это значительное пространство в озоносфере с пониженным до 50% содержанием озона. Это явление лишь часть сложной экологической проблемы, истощения озонного слоя Земли. В октябре 1985г появилось сообщение о том, что концентрация озона в атмосфере над английской антарктической станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилась на 40% это явление тогда и получило название озонной дыры. Весной 1987 года озонная дыра над Антарктидой достигла своего максимума и заняла площадь около 7 млн. км2. Это явление повторилось в 1992г над Антарктидой и некоторыми территориями Южной Америки (особенно в Аргентине и Чили). Аналогичная озонная дыра в 1986 году была отмечена в Арктике, но размере озонной дыре здесь были в 2 раза меньше, чем над Антарктидой. В 1993 году здесь также было также отмечено снижение озонного слоя на 10-40% от среднегодовой нормы. Своеобразные мини дыры фиксировались позднее над северными районами Скандинавии и Канады.
В 1974 г М. Молина и Ш.Роуленд из Калифорнийского университета показали, что искусственно синтезированные хлофторуглероды (фреоны) могут вызывать нарушение озона. Начиная с этого времени техногенная концепция разрушения озонового слоя фреонами стала основной при объяснении феномена озоновых дыр. Фреоны широко применяются в производстве и быту в качестве хладоагентов, различного рода пенообразователей, растворителей в аэрозольных упаковках. Это оказались химически нейтральные соединения, котоые не оказывают воздействие на живые организмы, поэтому они начали так широко применяться. Однако, поднимаясь в верхние слои атмосферы, они подвергаются фотохимическому разложению (хлорный каталический цикл) с образованием окиси хлора, которая в свою очередь интенсивно разрушает озон. В настоящее время содержание фреонов в 4-5 раз превышает естественный фон ( Марков, 2001г).
Почему озонные дыры регистрируются в районе полюсов. Наличие в атмосфере диоксида азота NO2 несколько сдерживает работу хлорного каталического цикла:
NO2 + СlO --- Cl NO3
Получающийся в результате этой реакции нитрат хлора является неактивным по отношению к хлору. В условиях Арктики и Антарктики пары воды и NO2 замерзают, образуя полярные стратосферные облака и каталическому циклу с участием Сl уже ничего не мешает, кроме этого в условиях полярной ночи не происходит образование озона естественным путем.
В последние годы также установлено, что выбросы сверхзвуковых самолетов, тоже могут привести к разрушению примерно 10 % озонного слоя атмосферы. Американскими учеными установлено, что только один запуск космического корабля типа Шаттл приводит так скажем к “гашению” не менее 10 млн. тонн озона. В Токио в 1995 году был опубликован доклад международной экологической организации, в котором была сделана попытка установить авторство “озоновых” дыр. В списке оказались 25 стран. Из стран бывшего СССР это Россия, но бесспорный авторитет принадлежит США, Японии и Великобритании. Признано, что из всех промышленных корпораций самый большой вред озонному слою (примерно 13,7% повреждений) нанесла американская компания “Дюпон”. В 1987 был подписан Монреальский протокол, который подписала и Россия, по которому обязались существенно сократить производство фреонов, разрушающих озоновый слой.
Для сохранения озонного пояса Земли существуют пассивные методы (уменьшение выбросов в атмосферу фреонов, замена их экологически безопасными веществами ), так и активные. Это химическое воздействие на стратосферу в районе озоновой дыры в Антарктиде с применением газа пропана и этана, которые связывают атомарный хлор, разрушающий озон. И, наконец, самые последние современные методы, которые с помощью электромагнитного излучения, электрических разрядов, лазерного излучения будут способствовать образованию озона.
Однако фреоновая модель разрушения озонового слоя слоя несет в себе не мало противоречий, как скрытых, так и явных. Например, с позиций техногенно-фреоновой концепции необъяснима удаленность озоновых дыр от промышленных центров. Минимальные концентрации озона зафиксированы над Антарктидой, тогда как более 90% населения Земли сосредоточено в Северном полушарии. Сам подъем фреонов, наиболее легкий из которых в четыре раза тяжелее воздуха, от земной поверхности до стратосферы (слоя озона) также представляет определенную проблему. Эти соображения можно подтвердить хотя бы тем, что пока ядерные испытания проводились только в Северном полушарии, в атмосфере Южного их продуктов почти не отмечалось. И если основные объемы техногенного газа – ацетилена – выбрасываются в атмосферу в Северном полушарии, то здесь он в основном и содержится.
Суть предлагаемой концепции В.Л.Сывороткина (1993) состоит в том, что разрушении озонового слоя происходит за счет дегазации Земли. Главными каналами дегазации Земли служат гигантские по своим масштабам трещины литосферы – рифтовые системы. Их отличает интенсивная современная вулканическая деятельность, которая сопровождается потоками восстановленных газов. Именно через рифты основная масса эндогенных газов попадает в гидросферу и атмосферу. Поэтому главный вывод состоит в том, что стратосфера продувается метаном и что в таких условиях хлорный цикл разложения озона не может быть эффективным как геохимический процесс. Итак баланс озона в атмосфере определяется метаном и водородом. Как распределяются роли этих газов, предстоит еще выяснить.
Остается добавить, что разрушение озонового слоя – это мощный природный процесс, закономерный итог дегазации планеты. И разработка программ борьбы с этим явлением, как считает Сывороткин обречена на провал.
Периодичность изменений солнечной активности в значительной степени влияет на климат нашей планеты. Известный американский метеоролог К.Уиллет на основании изучения цикла солнечных пятен предсказывает, что в ближайшие 25 лет ( заключение дано в 60-х годах 20 века) температура на земном шаре понизится значительно больше, чем за прошедшее десятилетие. В средних широтах будет меньше продолжительных засух, а в северных широтах будут преобладать периоды с недостаточным количеством осадков. Африка и Азия переживут 10-летний период засушливой погоды.
Согласно гипотезе Уиллета, на земном шаре произойдет повышение температуры в период с 2000 по 2030 г. В последующие годы температура значительно понизиться, а с 2110 по 2140 г.( во время пика 720-летнего цикла солнечной активности наступит небольшой «ледниковый период».