Что такое озоновые дыры и почему они возникают

Озоновые дыры: причины и последствия

Проблема озоновых дыр стала актуальной в середине XX века. Наблюдения ученых подтвердили их наличие и опасность, которую несет такое явление. В частности, уже с 70-х годов специалисты обратили внимание, что наблюдается устойчивое снижение озона в стратосфере, которая состоит из озонового слоя. А именно последний предотвращает попадание чрезмерного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли. Также отмечалось, что больше всего этоn слой разрушен на полюсах – южном и северном.

Причины возникновения озоновых дыр в атмосфере

Ученые установили, что основной причиной озоновой дыры являются газы, которые содержат хлорфторуглероды (ХФУ), галоны и фреоны. Обнаруженные обычно в аэрозольных баллончиках и выпускаемые многими электронными приборами, они снижают уровень озона в стратосфере. Все эти газы содержат хлор, который является основной причиной истончения озонового слоя.

Как образуются озоновые дыры?

Разрушение озонового слоя вызвано тем, что количество газов, содержащих хлор, начинает увеличиваться в окружающей среде. Когда эти газы поднимаются, они подвергаются воздействию ультрафиолета. Это вызывает химическую реакцию, которая создает атомы хлора. Они влияют на атомы озона и вызывают истощение озонового слоя.

Хотя этот процесс длится в течение нескольких лет, у озонового слоя есть свойство восстанавливался естественным образом. При заметном увеличении выбросов этих газов озоновая дыра над Антарктидой не восстанавливается, становится постоянной частью слоя. Для его восстановления в этом месте потребуется несколько десятилетий и значительное сокращения выбросов.

ХФУ не вымываются обратно на землю и даже не разрушаются в результате реакции с другими химическими веществами. А значит они могут оставаться в атмосфере в течение длительного периода времени, который может составлять от 20 до 120 лет и более. В результате они транспортируются обратно в стратосферу, где в конечном итоге разрушаются ультрафиолетовыми лучами солнца, высвобождая свободный хлор.

Каковы последствия расширения озоновых дыр?

Истончение озонового слоя увеличивает непосредственный контакт с ультрафиолетовыми лучами, которые могут вызвать рак или раздражение кожи. А это может привести к смерти. Уменьшение на 1% озонового слоя может привести к 5% увеличению случаев рака кожи.

Воздействие ультрафиолетовых лучей также увеличило количество случаев катаракты, что, в свою очередь, влияет на зрение людей и может привести к увеличению слепоты. Расширение озоновых дыр приводит к повреждению ДНК, последствия которого может быть катастрофическими.

Водные растения и животные тоже подвержены опасному воздействию. Ультрафиолетовые лучи могут проникать через воду и убивать маленькие растения и животных. Если озоновая дыра продолжит расширяться, растительность постепенно исчезнет, уменьшая количество пищи во всем мире. Итог – гибель всего живого на планете.

Последствия озоновых дыр, причиненные ими повреждения до сих пор не очень хорошо поняты. Помимо постепенного уменьшения озонового слоя во всем мире, имеется мало поддающихся количественной оценке свидетельств появления новых дыр. Несмотря на это, ряд стран работает над уменьшением ущерба.

Как предупредить дальнейшее разрушение озонового слоя?

Борьба с этим явлением заключается в том, что ХФУ были запрещены, особенно в аэрозольных баллончиках и различных электрических приборах. Было заключено много соглашений, направленных на то, чтобы постепенно прекращать использование газов. Тем не менее, это встретило большое сопротивление со стороны отраслей промышленности, которые основаны на производстве и использовании газов.

Одновременно началась масштабная акция, направленная на информирование общества об экологических проблемах, стоящих перед планетой. В результате закладывается основа для общественного мнения и соответствующих действий по таким вопросам, как загрязнение, парниковые газы, глобальное потепление и климатический кризис.

Финансируются исследования ученых, которые ищут ответ на вопрос, как погодные условия и природные явления могут быть нарушены небольшими изменениями в атмосфере. Разрушение озона не так серьезно, как когда-то, но тем не менее оно оказало влияние на планету.

Стоит обратить внимание, что в XXI веке озоновые дыры появляются и расширяются с меньшими темпами, чем в прошлом столетии. Озоновый слой больше не подвергается такой яростной атаке газов, приводящих его к истончению. Причина – большинство правительств и природоохранных ведомств на законодательном уровне добились сокращения выбросов ХФУ. Были введены ограничения, направленные на то, как предупредить появление озоновых дыр.

Этого оказалось достаточно на этом этапе, чтобы предотвратить глобальную катастрофу, заложило основу для дальнейшей работы по сокращению опасных выбросов.

Источник

Что такое озоновая дыра и почему она может быть обманом

Вопросы экологии заботят многих. К ним периодически возвращаются не только самые лютые активисты, но также политики, звезды, кинематограф и простые люди. Самыми обсуждаемыми явлениями с точки зрения проблем с экологии являются глобальное потепление и озоновые дыры. С первым все вроде понятно — поднялась температура, значит, потепление. А что там с дырами и почему они так называются? Являются ли они вообще дырами и где они находятся? Что на них влияет и можно ли их ”зашить”? Правда ли, что они существуют, или все это большой обман? Как видите, только во вступлении я уже накидал больше вопросов, чем можно дать ответов. Но на какие-то из них ответы есть. Если вы не задумывались о том, что озоновый слой надо беречь, возможно, после прочтения этой статьи вы поменяете свое мнение. А заодно поймете, что не только какие-то там мистические корпорации влияют на его истощение, но и каждый из нас своими действиями и привычками.

Наша планета неоднородна. Постоянно есть изменения то магнитного поля, то температуры, то концентрации озона в атмосфере.

Что такое озоновая дыра

Для начала давайте вообще разберемся с тем, что такое озонная дыра и дыра ли она на самом деле. Ведь это выражение сильно искажает реальное значение, но звучит круто.

Экологичное будущее: созданы пакеты, которые разлагаются в морской воде

Озоновой дырой называют локальное истощение озонового слоя, который покрывает нашу планету на высоте примерно 25 километров. Как таковой дыры там нет, есть именно истощение, уменьшение концентрации или толщины слоя. Но этого уже достаточно для того, чтобы привести к неприятным последствиям в этой области.

Для измерения озонового слоя принято пользоваться единицей измерения, которая называется ”единицей Добсона”. Одна такая единица ровняется слою озона 10 мкм. Толщина озонового слоя над поверхностью земли отличается в разных местах, но дырами принято называть те места, где содержание озона падает до 220 единиц Добсона.

Когда происходит такое, надо что-то делать. Или нет?

Как видим, настоящих дыр в этих местах нет, но так проще говорить, чем называть это ”локальным истощение озонового слоя”, согласитесь.

Самая большая озоновая дыра находится над Антарктидой и ее площадь по состоянию на 2019 год составляла 23 миллиона квадратных километров. При этом ее площадь не постоянна и не растет в одном направлении. В течение последних 30 лет она менялась от 12 до 27 миллионов квадратных километров.

Для чего нужен озоновый слой

Многие спрашивают, а можно ли жить без озонового слоя. Конечно, можно, но не на нашей планете и не нашему виду.

Озоновый слой состоит из озона, как не сложно догадаться. Это газ, который состоит из молекул, включающих в себя три атома кислорода. Озон образуется при воздействии ультрафиолета в верхних слоях атмосферы на молекулярный кислород.

Существование этого слоя помогает нам защищаться от воздействия ультрафиолетового излучения. Получается, оно его создает и само же им останавливается. Конечно, часть проходит дальше, но она нам только на пользу. Как говорится, все хорошо в меру.

Озоновые дыры выглядят не так красочно, но в целом отображение правильное.

Озоновый слой появился на Земле после начала процесса фотосинтеза. Произошло это примерно 600 миллионов лет назад и позволило живым существам выйти из воды на сушу. Только после этого на ней стало относительно безопасно.

Если вдруг озоновый слой исчезнет, на Землю обрушится огромное количество солнечного излучения и мы будем относиться к нему уже не как к чему-то приятному, летнему и легкому. Оно просто убьет все живое. Некоторые формы жизни сохранятся, пожалуй, только в воде. И то не факт. Например, повышенный поток ультрафиолетовой солнечной радиации, проникающий в океан, приводит к гибели его обитателей, живущих у поверхности. Так что озоновый слой наш друг и его надо беречь, чтобы не допустить по-настоящему страшных последствий.

Экологическая катастрофа: у побережья Камчатки погибло 95% морских обитателей

Как образуются озоновые дыры

Если смотреть широко, то есть две причины образования озоновых дыр — естественные и антропогенные (вызванные деятельностью человека). То есть не только мы влияем на то, каким будет наш озоновый слой, но наш вклад все равно существенен. Впрочем, есть теория, что это не так, но о ней я расскажу чуть позже. Пока же взвесим все за и против классической научной теории.

Если говорить о деятельности человека, то самое большое воздействие на озоновый слой оказывают химические соединения, которые попадают в воздух и вступают в реакцию с этим газом. Наибольшая концентрация таких веществ собирается в районе полюсов, поэтому именно там толщина озонового слоя наименьшая.

Среди соединений, которые разрушают озоновый слой, есть те, которые имеют органическое и химическое происхождение. Основные вещества, которые вносят свой негативный вклад, это водород, бром, кислород и особенно хлор. Так же вредны их соединения, так как они тоже вступают в реакцию с озоном. Катализатором часто выступает ультрафиолет, которого на такой высоте всегда хватает.

Структура земной атмосферы

Что делается для защиты озонового слоя

Самое сильное влияние на озон оказывают галогенированные углеводороды. Они очень широко применялись в промышленности десятки лет, пока проблема не была выявлена и в 1989 году не была подписана Монреальская конвенция. Сначала она обязывала страны принять все необходимые меры по защите озонового слоя, но не говорила ничего конкретного. Позже появились рекомендации по сокращению использования хлорфторуглеродов — разновидности фреонов на основе метанового, этанового и пропанового рядов.

Эти соединения широко использовались в аэрозольных баллонах, растворителях и другой химии. Они очень быстро испарялись и достигали стратосферы, разлагаясь на компоненты и разрушая озоновый слой.

Ученые рассказали, какое воздействие на Землю оказало наличие дыры в озоновом слое

Конечно, некоторые компании, которые являлись лидерами по производству такой химии очень не хотели терять большую часть бизнеса. Например, DuPont потратила миллионы долларов на компанию в прессе, которая доказывала всем, что проблема преувеличена. Но постепенно отказ от вредных компонентов все же произошел и пару лет назад ООН даже дала свой обнадеживающий прогноз. Проблема в том, что концентрация фреонов в атмосфере пока слишком высокая и надо подождать, пока он выйдет из нее. Некоторые ученые даже говорят, что отдельные виды соединений имеют срок жизни в сотни лет, а значит о полном ”исцелении” говорить пока рано.

За экологией надо следить во всех ее проявлениях.

Можно ли восстановить озоновый слой

Так как озон в атмосфере это не нефть, которая образуется миллионами лет, а результат физико-химической реакции, он может восстанавливаться, при том достаточно быстро.

В заявлении ООН говорится, что вследствие сокращения использования некоторых химических соединений, озоновый слой начал восстанавливаться. Организация даже дала прогноз, что полное восстановление концентрации озона в атмосфере произойдет примерно через 40 лет.

Это хорошая новость, но такой благоприятный прогноз не означает, что надо расслабиться и снова начать применять любую химию. Чтобы закрепить результат, разрабатываются специальные программы по сокращению выброса и использования вредных соединений. А так же все новые наработки контролируются на предмет соответствия принятым нормам.

Может ли исчезнуть озоновая дыра

Озоновая дыра не просто может исчезнуть, а постоянно делает это. Это связано с некоторыми природными явлениями и даже климатическими особенностями.

Например, я уже сказал, что озон образуется в результате воздействия кислорода с ультрафиолетом. Значит во время полярной ночи он просто не может образоваться, так как солнце ”не восходит” несколько месяцев. В этом случае концентрация озона в атмосфере локально падает, но во время полярного дня восстанавливается.

Озоновые дыры не постоянны.

Некоторые дыры могут быть связаны с активностью Солнца или другим воздействием. В результате этого они появляются и пропадают. Иногда это занимает несколько дней, реже растягивается на несколько месяцев. Особенно, если это происходит не рядом с полюсами, где, как я уже говорил, высока концентрация химических соединений, которые постоянно разрушают озоновый слой.

Когда изобрели фреон

Получается, что основным виновником того, что пришлось принимать экстренные меры, является фреон? В некотором роде, если верить основной теории, это так. Можно даже сказать больше — у виновника озоновых дыр есть конкретное имя. Это имя Уиллис Хэвиленд Кэрриер. Именно он разработал первый кондиционер в 1902 году для осушения воздуха в типографии Бруклина.

Тот кондиционер на самом деле работал не на фреоне, а на аммиаке, как и появившийся в 1910 году первый холодильник, вот только именно они привели к массовому использованию новых соединений.

18 случайных научных изобретений и открытий, изменивших мир

Со временем кондиционеры развивались и даже стали массовыми. Первые компактные модели для коммерческого использования появились в 1929 году а лидером стала компания Томаса Эдисона — General Electric.

Несмотря на то, что аммиак, который применялся в кондиционерах, в целом был не так опасен, как может показаться на первый взгляд, риски все равно были. Сам аммиак широко применяется в природе и даже синтезируется в организме человека, но его высокие концентрации могут приводить к смерти. Мастера того времени и технологии производства компонентов не могли снизить до нуля риск утечки, поэтому от аммиака начали постепенно отказываться, заменив его фреоном.

Фреон считался безопасным для человека хладагентом, а его разработку незадолго до начала Великой депрессии начали компании General Motors и DuPont. Впервые это соединение было синтезировано в 1928 году Томасом Миджли-младшим из дочерней компании General Motors. Это вещество и назвали ”фреон”.

Томас Миджли-младший умер в 55 лет. Он заболел и потерял подвижность, но сделал для себя систему передвижения. в 1944 году он запутался в ней и задохнулся.

В 1903 году General Motors и DuPont основали компанию Kinetic Chemical Company. Она-то и занималась производством фреона. Патент на фреон принадлежит компании Frigidaire, в которой работал Томас Миджли-младший.

На презентации нового вещества его изобретатель, Томас Миджли-младший, вдыхал газ, а потом выдыхал его не свечу. Тем самым он показывал, что газ безопасен для человека и он не горит.

Это привело к настоящему буму производства бытовых холодильников и кондиционеров. Позже фреон начал проникать и в другие сферы производства, но после того, как поняли, что он еще опаснее аммиака, начали возвращаться к последнему.

Правда ли, что озоновые дыры существуют

А теперь давайте обсудим ту самую альтернативную теорию, которая, как обычно, построена на теории заговора. В конце концов исключать ее нельзя, особенно учитывая, что некоторые ее составляющие звучат очень логично и даже не противоречат научной теории. Просто они ее немного иначе интерпретируют.

Многие считают, что вредного воздействия фреона просто не существует. А нагнетание паники связано только с тем, чтобы лишить индустриально развитые страны, вроде Китая, доступа к дешевому сырью. Ведь именно фреон стоит очень недорого, но решает массу проблем на многих предприятиях.

В пользу этой теории свидетельствует и то, что озоновый слой слишком толстый, чтобы на него можно было как-то повлиять. Даже приводятся мнения ученых, которые говорят, что вредные для озонового слоя соединения не могут подниматься на высоту больше 2-3 километров. Но даже на этой высоте их концентрация незначительна.

Если просто, то озоновые дыры работают так, но вопросов к ним все больше.

Так же сторонники этой теории утверждают, что если убрать весь озон из атмосферы, ему понадобится буквально несколько минут на то, чтобы образоваться заново, ведь солнечные лучи продолжают попадать на Землю и расщепление в стратосфере кислорода на атомы будет продолжаться. Правда, не понятно, как в этом случае за несколько минут озоновый слой образуется на всей Земле, если половина ее не получает солнечных лучей, но это уже, наверное, частности. Оставим это на совести тех самых ученых.

А еще в качестве аргумента приводится то, что я говорил про полярную ночь. Мол, во время нее концентрация озона падает, но потом довольно быстро набирается.

Самые интересные научные статьи вы можете найти в нашем новостном Telegram-канале. Их там даже больше, чем на сайте.

Основное объяснение озоновой дыры над Антарктидой заключается в то, что там воздействие на озоновый слой оказывается магнитным полем Земли. Именно поэтому на полюсе она такая большая, а так как полюса в истории Земли постоянно перемещались, то и существование такой дыры является обычным делом.

Озоновая дыра — обман?

С одной стороны, можно относится к таким рассуждениям, как к полной ерунде, но некоторые доказательства в ней более-менее имеют смысл. Например, то, что полюса меняются местами. А еще, если предположить, что озоновую дыру над Антарктидой открыли через несколько десятилетий после начала использования фреона — до этого не было технической возможности — то доказать, что ее не было до этого, нельзя.

Что только не пытились объяснить теорией заговора. Теперь озоновые дыры.

Я бы предложил относиться с изрядной долей скепсиса к обеим теориям, ведь они на самом деле не исключают друг друга. Есть еще теория, что весь разговор об озоновой дыре запустила компания, которая владела патентными правами на фреон. Эта теория утверждает, что патентные права закончились и ей надо было срочно найти способ запретить его, придумав что-то новое. Фреон, конечно, популярен, но не настолько, чтобы из-за него так масштабно ”впрягаться”.

Мне кажется, что воздействие химических соединений на озоновый слой действительно может быть преувеличено, но я бы не стал говорить о теории заговора. Скорее всего, истина, как обычно, где-то посередине. Если у вас есть свое четкое мнение, предлагаю подискутировать об этом в комментариях к этой статье.

Источник

Озоновые дыры: причины возникновения и последствия для человечества

Всем известно, что нашу планету окутывает довольно плотный озоновый слой, располагающийся на высоте 12–50 км над поверхностью земли. Эта воздушная прослойка является надежной защитой всего живого от опасного ультрафиолета и позволяет избежать губительного воздействия солнечного излучения.

Именно благодаря озоновому слою когда-то микроорганизмы сумели выбраться из океанов на сушу и способствовали появлению высокоразвитых форм жизни. Однако с начала XX столетия озоновая прослойка начала разрушаться, в результате чего в некоторых местах стратосферы стали появляться озоновые дыры.

Что такое озоновые дыры?

Вопреки распространенному мнению обывателей, что озоновая дыра является брешью в небесном пространстве, на самом деле она представляет собой участок значительного снижения уровня озона в стратосфере. В таких местах ультрафиолетовым лучам легче проникать к поверхности планеты и оказывать свое разрушительное воздействие на все живущее на ней.

В отличие от мест с нормальной концентрацией озона в дырах содержание «голубого» вещества составляет всего около 30 %.

Где находятся озоновые дыры?

Первая большая озоновая дыра была обнаружена над Антарктидой в 1985 году. Ее диаметр составлял около 1000 км, причем она появлялась каждый год в августе, а к началу зимы исчезала. Тогда исследователи определили, что концентрация озона над материком снижена на 50 %, а наибольшее его уменьшение было зафиксировано на высотах от 14 до 19 км.

Впоследствии еще одна крупная дыра (меньших размеров) была обнаружена над Арктикой, сейчас же ученым известны сотни подобных явлений, хотя самой огромной по-прежнему остается та, что возникает над Антарктидой.

Как образуются озоновые дыры?

Поскольку на полюсах наблюдаются долгие полярные ночи, в этих местах происходит резкое снижение температуры и образуются стратосферные облака, содержащие ледяные кристаллики. Как следствие, в воздухе накапливается молекулярный хлор, внутренние связи которого разрываются с наступлением весны и появлением солнечного излучения.

Цепочка химических процессов, возникающих при устремлении в атмосферу атомов хлора, приводит к разрушению озона и образованию озоновых дыр. Когда Солнце начинает светить в полную силу, к полюсам направляются воздушные массы с новой порцией озона, благодаря чему дыра затягивается.

Почему появляются озоновые дыры?

Существует множество причин появления озоновых дыр, но важнейшая из них – загрязнение природной среды человеком. Помимо атомов хлора, молекулы озона разрушают водород, кислород, бром и другие продукты сгорания, попадающие в атмосферу из-за выбросов фабрик, заводов, дымовых газовых ТЭЦ.

Не меньшее влияние на слой озона оказывают ядерные испытания: при взрывах выделяется огромное количество энергии и образуются окислы азота, которые входят в реакцию с озоном и уничтожают его молекулы. Подсчитано, что только с 1952 по 1971 год при ядерных взрывах в атмосферу попало около 3 миллионов тонн этого вещества.

Возникновению озоновых дыр способствуют и реактивные самолеты, в двигателях которых также образуются окислы азота. Чем выше мощность турбореактивного двигателя, тем выше температура в камерах его сгорания и тем больше азотных окислов попадает в атмосферу. Согласно исследованиям, ежегодные объемы азота, выбрасываемого в воздух, составляют 1 миллион тонн, из них треть приходится на самолеты. Еще одна причина разрушения озонового слоя – минеральные удобрения, которые при внесении в землю вступают в реакцию с почвенными бактериями. В этом случае в атмосферу попадает закись азота, из которой образуются окислы.

К каким последствиям для человечества могут привести озоновые дыры?

В силу ослабления озонового слоя увеличивается поток солнечной радиации, что в свою очередь, может привести к гибели растений и животных. Влияние озоновых дыр на человека выражается прежде всего в увеличении числа раковых заболеваний кожи. Ученые подсчитали, что если концентрация озона в атмосфере упадет хотя бы на 1%, то число больных раком возрастет примерно на 7000 человек в год.

Именно поэтому сейчас экологи бьют тревогу и пытаются предпринять все необходимые меры для защиты озонового слоя, а конструкторы разрабатывают экологически безопасные механизмы (самолеты, ракетные системы, наземный транспорт), выбрасывающие в атмосферу меньшее количество окислов азота.

Все это интересно и познавательно, но, если вы разбираетесь в химии, то можете сами посчитать, какой объём хлора нужен для образования и поддержания озоновых дыр (известных масштабов) при озон-хлорном взаимодействии.

Сразу получается цифра которую не объяснить хлором, содержащемся в баллончиках и фреонах, с учетом их производства за всю их историю.

Тогда в чем же причина? – спросите вы. Да всё в том же хлоре, только в гораздо больших масштабах. Источником таких объёмов хлора является всем известная технология хлорирования воды, поступающей в города. Ведь не секрет, что вода, поступающая в город, хлорируется. Её пьют, кипятят, на ней готовят, ею моют и стирают.

После бытового применения, вода попадает в системы канализации, и (если повезёт) на очистные сооружения города. На очистных, воду очищают от мусора, органики, обезвреживают и отстаивают (но от некоторых химических веществ воду не очистить, и хлор в их числе).

Затем отстоянную воду (вместе с некоторыми химическими веществами) сливают в реки. И именно в реках (а не только в отстойниках) хлор приобретает свои летучие свойства под действием ультрафиолета, микробов, перепадов температуры и взаимодействия с другими химическими веществами в реке.

На хлорирование (обеззараживание) воды, направляемой в города, идет много хлора, баллончики и фреоны рядом не стояли.

К слову, – бутылочки бытовых моющих средств (в состав которых входит хлор) содержат больше хлора чем баллон фреона (некоторые современные марки фреонов вообще без хлора) и десятки баллончиков “против запаха пота”.

Кто виноват? – а не нужно ни на кого обижаться, не нужно никого ненавидеть или винить, здесь не было никаких недосмотров, упущений, беззаконий. Конечно же, проблема озоно-опасного хлора пока не решена и в этом нет ничьей вины, потому что хлорирование воды – это пока единственный наиболее дешевый способ получения обеззараженной воды в промышленных масштабах.

На лицо безвыходное применение старой технологии.

Хлор приводит к появлению озоновых дыр и последующего проникновения ионизирующей радиации на поверхность Земли, и если хлор запретить, то тогда нужно придумать что-то другое для дезинфекции воды, такое же эффективное и дешевое, применимое в промышленных масштабах, потому что бактерий в воде пока никто не отменял.

Изучайте науки, и если вы сможете придумать что-то что заменит хлор, то Нобелевская премия ваша.
Люди склонны к замалчиванию проблем (видимо это биологический дефект), такое отношение не принесет выгоды, ведь если проблема есть, а её скрывать, то она растёт, и когда скрывать уже станет невозможно, то на её решение сил уже может не хватить.

Перед людьми нужно ставить задачи и люди будут их решать, но только людей для этого нужно предварительно информировать и обучать разным наукам, иначе у них не будет цели и инструмента для решения задач, т.е. – знаний.

Да забыл сказать, – хлор, попавший в атмосферу, так же придётся из атмосферы как-то изымать (кстати на этом можно построить целую отрасль).

Источник