Различные причины, последствия и решения озоновой дыры — сохраним энергию будущего

В середине 20-го века возник коллективный интерес к влиянию человека на внешнюю среду. Ученые тщательно следили за тем, как происходит вмешательство общества в нормальные процессы на Земля. В 1970-х годах эти исследования стали причиной интересным наблюдениям за озоновым слоем и озоновой дырой на Земля.

Данный слой есть в атмосфере и препятствует проникновению на Землю лишнего ультрафиолета. Было замечено, что в стратосфере, из которой состоит озоновый слой, встречается постоянное уменьшение количества озона. Они также заметили разрушение озона в огромных количествах над 2-мя полюсами Земли, что известно как озоновая дыра.

Слой газа, именуемый озоном, находится на высоте около 25-30 км над поверхностью Земли. Озон состоит из кислорода и образуется в атмосфере настоящим образом. По мере уменьшения содержания озона в атмосфере озоновый слой становится все тоньше и тоньше. Чем больше истончается озоновый слой, тем больше увеличивается размер озоновой дыры.

Озоновый слой важен, так как он избавляет от попадания на Землю слишком огромного количества вредных лучей ультрафиолета. Лучи ультрафиолета способны истреблять растения и животных и как правило вызывают рак кожи, катаракту у людей. Существование жизни на Земля может быть только за счёт наличия озонового слоя вокруг Земли.

Истощение озонового слоя вызывает волнение, поскольку происходит беспрецедентными темпами.

Изменение климата и истощение озонового слоя — это две мировые проблемы, которые друг от друга отличаются, но очень схожи. В случае с истощением озонового слоя нам получилось успешно работать с лицами, принимающими решения, так что было достигнуто международное соглашение под названием Монреальский протокол, которое, в сущности, решило проблему истощения озонового слоя.

"Истощение озонового слоя описывает два разных, но между собой связанных явления, наблюдаемых с конца 1970-х годов: устойчивое снижение всего количества озона в стратосфере Земли (озоновом слое) приблизительно на четыре процента и намного большее весеннее снижение стратосферного озона в полярных регионах Земли.

Последнее явление называют озоновой дырой. Плюс ко всему к этим хорошо знаменитым стратосферным явлениям, существуют также весенние полярные тропосферные явления истощения озона."

Причины появления озоновой дыры

Разрушение озонового слоя вызвано лишь одним аргументом — хлорфторуглеродами. В 1980-х годах ученые выявили истончение озона в нижней стратосфере и резкую потерю озона, известную как "озоновая дыра", весной в Антарктике (сентябрь и октябрь).

Главной причиной озоновой дыры были признаны газы, содержащие хлорфторуглероды или ХФУ (соединения с хлором и фтором, присоединенные к углероду), галоны (аналогичные соединения с бромом или йодом) и фреоны. Обычно встречаются в аэрозольных баллончиках и выделяются многими электронными устройствами. Было замечено, что они уменьшают уровень озона в стратосфере. Эти все газы содержат хлор, являющийся главной причиной истончения озонового слоя.

Стратосферный озон регулярно образуется в результате влияния ультрафиолета солнца на молекулы кислорода, известного как фотохимические реакции. Озон образуется по большей части в широтах тропиков, но широкомасштабные схемы воздушной циркуляции в нижней стратосфере передвигают озон к полюсам, где происходит его концентрация.

В добавок ко всему этому глобальному движению, сильные зимние полярные вихри также занимают важное место в концентрации озона на полюсах. Во время регулярно темной полярной зимы воздух внутри полярных вихрей становится чрезвычайно холодным, что считается необходимым условием для образования полярных стратосферных облаков.

Полярные стратосферные облака создают условия для резкого разрушения озона, поскольку они обеспечивают поверхность для перехода хлора в форму, разрушающую озон. До восхода солнца весной они, в основном, держатся до той поры.

На полюсах фреоны крепятся к частичкам льда в облаках. Когда солнце опять выходит полярной весной, частицы льда тают и высвобождают молекулы, разрушающие озон, с поверхности частиц льда.

Наличие хлора в составе ХФУ разрушает озоновые газы в озоновом слое, что повышает вероятность истощения озонового слоя. В наше время на долю ХФУ приходится около 80% разрушения озонового слоя.

Разрушение озонового слоя происходит по большей части тогда, когда во внешней среде становится больше кол-во газов, содержащих хлор. По мере того как эти газы поднимаются вверх, они подвержены влиянию ультрафиолета. Это вызывает хим. реакцию, благодаря которой появляются атомы хлора. Они влияют на атомы озона и вызывают разрушение озонового слоя.

5 минут о защите озонового слоя

Хотя данный процесс происходил на протяжении определенного времени, озоновый слой восстанавливался настоящим образом. С заметным увеличением выбросов таких газов озоновая дыра над Антарктидой становится постоянной частью слоя. Не обращая внимания на то, что ущерб обратим, чтобы это сделать понадобиться пару десятилетий и большое уменьшение выбросов.

ХФУ не вымываются обратно на землю и даже не приходят в негодность в реакции с другими химическими веществами, что значит, что они могут оставаться в атмосфере в течение долгого периода времени, который может составлять от 20 до 120 лет и более.

В результате они переносятся назад в стратосферу, где по завершению приходят в негодность под влиянием лучей ультрафиолета солнца, высвобождая свободный хлор.

Стратосферный озон также имеет нормальные процессы, которые убирают его из атмосферы. Крошечные сульфатные частицы (аэрозоли), выброшенные в стратосферу в результате извержения вулкана Пинатубо в первой половине 90-ых годов XX века, вызвали заметное уменьшение озона на протяжении определенного времени после извержения.

В наше время озоновая дыра остается предметом заинтересованности для большинства. Не обращая внимания на то, что озоновая дыра над Антарктикой начинает выражать признаки уменьшения, существуют боязни относительно долговременных последствий.

В частности, многие ученые опасаются, что развитие подобных же условий в остальных частях света может привести в перспективе к широкомасштабному разрежению озонового слоя, а то и совсем к его истощению.

Результаты озоновой дыры

Ученые смогли определить ряд последствий, которые связаны с истощением озонового слоя. Во-первых, это увеличение количества ультрафиолета (UVB), попадающего в атмосферу. Это наносит ущерб внешней среде.

Влияние на человеческое здоровье

Истончение озонового слоя означает прямой контакт с ультрафиолетовыми лучами. Истощение озонового слоя повышает кол-во ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли. Согласно лабораторным и эпидемиологическим изысканиям, ультрафиолетовое излучение вызывает немеланомный рак кожи и занимает важное место в развитии злокачественной меланомы, которая может даже привести к летальному исходу. Уменьшение озонового слоя на 1% может привести к увеличению случаев рака кожи на 5%.

Действие лучей ультрафиолета также увеличило число случаев катаракты — помутнения хрусталика глаза, что, со своей стороны, оказывает влияние на зрение и может привести к увеличению числа слепых людей.

Истощение озонового слоя и увеличение количества лучей ультрафиолета может также вызвать повреждение ДНК, что может привести к мутации. Другие результаты — повреждение кожных клеток, старение кожи и т.д.

Действие на животных

В животном мире многие разновидности зверей страдают от растущего солнечного ожога в результате очень высокого ультрафиолета. Некоторые сельскохозяйственные культуры также пострадают, поскольку они зависят от цианобактерий, которые очень восприимчивы к изменению уровня ультрафиолета. С другой стороны, было обнаружено, что очень высокие уровни позволяют производить больше витамина D в животном мире.

Действие на морские экосистемы

Фитопланктон и зоопланктон считаются основанием водных пищевых сетей. Эфективность фитопланктона более чувствительна к количеству света во внешней среде, и увеличение УФ-B лучей максимально влияет на них. Действие солнечного УФ-В излучения оказывает влияние на ориентацию и подвижность фитопланктона, что приводит к уменьшению выживаемости таких организмов.

Ученые показали прямое уменьшение производства фитопланктона в результате связанного с истощением озонового слоя увеличения ультрафиолета, которое имеет далеко идущие результаты для всех обитателей моря.

Было обнаружено, что УФ излучение наносит ущерб ранним стадиям развития амфибий, рыб, крабов, креветок и остальных морских животных.

Самыми значительными результатами являются снижение способности к репродукции и нарушение личиночного развития. Маленькое увеличение воздействия УФБ может привести к сокращению популяции мелких морских организмов с результатами для всей морской пищевой цепи.

Растения в воде и животные не считаются не опасными. Лучи ультрафиолета могут проникать через воду и убивать мелкие растения и животных. Если озоновая дыра продолжит расширяться, то растений будет довольно мало, а это означает, меньше пищи по всему миру.

что будет если озоновый слой исчезнет?

Действие на растения

УФ излучение оказывает влияние на телесные процессы и процессы развития растений. Рост растений может быть напрямую нарушен УФБ излучением, не обращая внимания на механизмы, приспособленные для уменьшения или восстановления таких эффектов, и способность приспособиться к очень высоким уровням УФБ.

Косвенные изменения, вызванные УФБ, включая изменения формы растения, способ распределения питательных веществ внутри растения, сроки фаз развития и вторичный метаболизм, могут быть так же, а порой и более существенными, чем повреждающее действие УФБ. Эти изменения окажут большое влияние на конкурентный баланс растения, травоядность, болезни и биогеохимические циклы.

Действие на биогеохимические циклы

Увеличение Излучения ультрафиолетовых лучей может оказать влияние на наземные и водные биогеохимические циклы, таким образом меняя источники и поглотители тепличных и химически важных следовых газов, например как диоксид углерода, угарный газ, карбонилсульфид, озон и прочие газы. Эти потенциальные изменения будут помогать обратной связи между биосферой и атмосферой, которая сглаживает или увеличивает атмосферные концентрации таких газов.

Как человечество и климат влияют на озоновый слой Земли?

Действие на материалы

Искусственные полимерные материалы, полимеры естественного происхождения и некоторые прочие коммерческие товары предрасположены неблагоприятному воздействию Излучения ультрафиолетовых лучей. Инновационные материалы в определенной степени защищены от УФБ специализированными добавками. Однако увеличение уровня УФБ ускорит их разрушение, ограничивая их долговечность при применении на открытом воздухе.

Разные решения для уменьшения озоновой дыры

Эффект озоновой дыры и ущерб, нанесённый озоновому слою, все еще довольно плохо изучен. Кроме постепенного уменьшения озонового слоя по всему миру, существует мало количественных доказательств того, что в скором будущем появятся новые дыры. Не обращая внимания на это, ряд стран работает над уменьшением ущерба.

Запрет ХФУ

ХФУ, обычно применяемые в хладагентах, растворителях, пропеллентах и пенообразователях, были запрещены, тем более в аэрозольных баллонах и самых разных электрических приборах. Было проведено много заседаний, на которых обсуждались методы постепенного отказа от применения таких газов.

Поэтапный отказ от озоноразрушающих химикатов

В 1980-х годах был согласован Монреальский протокол, который собой представлял международное обязательство по поэтапному отказу от озоноразрушающих веществ химии, какое было ратифицировано всеми странами, участвующими в ООН. Впрочем это встретило серьезное сопротивление со стороны промышленных сфер, основанных на производстве и применении газов.

EPA применяет модель Atmospheric and Health Effects Framework для оценки пользы для здоровья от усиления защиты озонового слоя в рамках Монреальского протокола. Обновленная информация о пользе усилий EPA согласно решению проблемы истощения озонового слоя представлена в отчете 2015 года "Обновление расчетов по озону и профилей выбросов для применения в модели Atmospheric and Health Effects Framework".

Увеличение осведомленности общественности

Однако несколько популярных и поддающихся проверке эффектов, наблюдаемых во внешней среде, послужили катализатором перемен. Одним из очень востребованных и долгосрочных эффектов стало осознание общественностью экологичных проблем, стоящих перед планетой.

Будучи одной из первых больших антропогенных проблем, обсуждавшихся на общественном форуме, она заложила основу для формирования общественного мнения и действий по данным вопросам, как загрязнение внешней среды, парниковые газы, глобальное потепление и климатический кризис.

Самозащита

Поскольку все лучи солнца содержат определённое кол-во ультрафиолетового излучения, даже при нормальном уровне стратосферного озона, всегда следует защищать кожу и глаза от солнечных лучей.

Это также подтолкнуло к возобновлению исследований про то, как погодные условия и натуральные явления могут быть нарушены небольшими изменением в атмосфере. Истощение озонового слоя не так серьёзно, как до этого времени, но, все таки, оно влияет на планету.

Озоновый слой больше не подвергается разрушению, поскольку большинство кабинетов министров и природоохранных организаций прилагают все усилия для сокращения выбросов ХФУ. Это оказалось успешным и является базой для последующей работы по сокращению опасных выбросов.

Ссылки: