Відновлення озонового шару в стратосфері

Відновлення озонового шару в стратосфері

Теорія виснаження озонового шару полягає в тому, що штучно створена речовина під назвою хлорфторвуглець накопичується в стратосфері і руйнує озоновий шар. В результаті на Землю потрапляє все більше ультрафіолетової радіації в поганому діапазоні, так званому діапазоні B. Але історія цієї теорії чудова, оскільки, по-перше, для доказу виснаження озонового шару був проведений, можливо, єдиний масштабний геоекологічний експеримент, і, по-друге, вона має хепі-енд: ми фактично закрили цю тему.

Хлорфторвуглець (складається з хлору, фтору і вуглецю) був винайдений у 1928 році і використовувався в холодильних установках. Це було велике технологічне відкриття, оскільки існували великі проблеми зі створенням холодильних установок, які були б надійними в плані безпеки: не горіли, не вибухали і так далі. Для вирішення цієї проблеми була винайдена речовина, якої не існує в природі. Однією з головних переваг цієї речовини була її абсолютна хімічна інертність, тобто вона не взаємодіяла з жодними іншими відомими речовинами. Це важливо, тому що головною проблемою решти речовин, що використовувались в холодильних установках, було те, що вони були хімічно активними. Як тільки з'явилась ця речовина, вона отримала назву «фреон». Вона стала вироблятись в багатьох країнах світу, абсолютно витіснивши всі попередні конструкції холодильних установок і тріумфально, можна сказати, пройшовши по всьому світу.

У 1973 році, 40 років потому, відомий британський вчений Джеймс Лавлок вирішив винайти прилад, який дозволив би дистанційно міряти хлорфторвуглець, або фреон, в атмосфері. Він створив цей прилад з метою фіксувати антропогенний слід цілих держав. Як полігон для випробування приладу він вибрав Британію. Лавлок переміщувався на кораблі від берегів Британії і намагався знайти її слід за хлорфторвуглецем. Але незабаром він зрозумів свою помилку, тому що речовина була всюди в однакових кількостях. Він перерахував вміст хлорфторвуглецю в атмосфері і зіставив зі значеннями викидів хлорфторвуглецю, які відбулись з 1930 року, коли речовину стали використовувати в холодильній промисловості, і у нього зійшлись цифри. Вчений зрозумів, що все, що ми викинули, залишилось в атмосфері.

В 1974 році Лавлок прочитав публічну лекцію у Відні, і на цю лекцію прийшов американець, геохімік Франк Шервуд Роуленд. Як геохімік, він не міг повірити, що якась речовина може бути настільки інертною — десь вона повинна руйнуватись. Після повернення додому у нього з'явився аспірант Маріо Моліна. Щоб зайняти чимось аспіранта, Роуленд доручив йому провести лабораторні експерименти. Після кількох варіантів експерименту Моліна придумав, що треба відтворити умови стратосфери, тобто він накачав озон, кисень, те, що знаходиться в стратосфері, і пропустив жорстку радіацію. В результаті виявив цікаву закономірність: радіація руйнує хлорфторвуглець, звільняючи хлор, який руйнує озон. Причому це закільцьована реакція, і один атом хлору може зруйнувати 105 молекул озону. Геніальність і Роуленда, і Моліни полягала в тому (вони отримали Нобелівську премію в 1995 році), що вони припустили, що це відбувається і в стратосфері. Зіставивши кількість антропогенного хлору (яку можна було виміряти завдяки приладу Лавлока) в стратосфері і концентрацію озону, вони отримали ту саму різницю в 105. Виявилось, що реакція, яка спостерігалась в лабораторії, цілком могла призвести до руйнування озонового шару.

У 1979 році NASA запустило супутник, який підтвердив руйнування озонового шару, але абсолютно не в тих масштабах, які припускали Роуленд і Моліна. Розроблена ними модель передбачала 40% виснаження озонового шару. Виявилось, що він зменшується, але лише на 2—6%. У зв'язку з цим історія «підвисла», і світ перестав дбати про цю проблему аж до виявлення озонової діри.

У 1985 році була опублікована стаття британських вчених, які на своїй станції в Антарктиді виявили існування озонової діри. Точніше, вона не існує постійно, це явище сезонне: коли Сонце сходить, весна у Південній півкулі, в кінці вересня на два тижні з'являється діра, де шар озону виснажується на 40%. Цікаво те, що взагалі озонову діру фіксували ще починаючи з 1975 року. Тобто всі станції, які були там розташовані, і деякі супутники NASA взагалі-то фіксували її, але відкидали ці значення як аномальні, як помилку.

У 1987 році був проведений унікальний геоекологічний експеримент. Два літаки, здатні підніматись в стратосферу, вилетіли з південного краю Чилі. В експерименті брали участь 150 вчених, але вони, звичайно, не всі летіли, було й наземне обслуговування. В результаті цього експериментального польоту було остаточно встановлено, що руйнування озону пов'язане саме з хлором. При підльоті до діри вміст хлору був низьким, тобто він був у зв'язаному стані, а озону — високим. У дірі виявилось, що вміст хлору різко збільшується, тобто оксид хлору знаходиться у вільному стані, і різко зменшується кількість озону. Це був прямий доказ, більше таких експериментів не проводили за непотрібністю. З цього моменту починається активна екологічна політика в цій галузі, і з 2000 року виробництво хлорфторвуглецю у всьому світі припинилось фактично повністю.

Зараз ми вже маємо свідчення того, що з 2003 року йде зниження вмісту хлорфторвуглецю в стратосфері, і, відповідно, ми можемо говорити про відновлення озонового шару. Варто сказати, що розроблені непогані моделі, і вони показують, що до 2060 року озонова діра закриється.

 

 

Коментарі

Ввійдіть або зареєструйтесь, щоб залишати коментарі.
Читайте також

Переходячи від екотипів до більш детального аналізу популяційних структур, біологи набувають все більших навиків виявлення пов'язаної з добором мінливості всередині невеликих локальних популяцій. Така мінливість відома як поліморфізм. Точніше кажучи, генетичний поліморфізм — це співіснування в межах одного місця існування двох або більше виразних внутрішньовидових форм, причому в таких співвідношеннях, що постійна присутність рідкіснішої з цих форм не може бути пояснена лише безперервним мутагенезом і імміграцією.

X

Вхід

Завантажую...