Οι τρύπες του όζοντος και η πρόληψή τους. Τρύπες του όζοντος: αιτίες και συνέπειες

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να είναι σαφές είναι ότι η τρύπα του όζοντος, σε αντίθεση με το όνομά της, δεν είναι μια τρύπα στην ατμόσφαιρα. Το μόριο του όζοντος διαφέρει από ένα συνηθισμένο μόριο οξυγόνου στο ότι αποτελείται από όχι δύο, αλλά από τρία άτομα οξυγόνου συνδεδεμένα μεταξύ τους. Στην ατμόσφαιρα, το όζον συγκεντρώνεται στο λεγόμενο στιβάδα του όζοντος, σε υψόμετρο περίπου 30 km εντός της στρατόσφαιρας. Αυτό το στρώμα απορροφά τις υπεριώδεις ακτίνες που εκπέμπονται από τον Ήλιο, διαφορετικά η ηλιακή ακτινοβολία θα μπορούσε να προκαλέσει μεγάλη βλάβη στη ζωή στην επιφάνεια της Γης. Ως εκ τούτου, κάθε απειλή για το στρώμα του όζοντος αξίζει να ληφθεί πολύ σοβαρά υπόψη. Το 1985, Βρετανοί επιστήμονες που εργάζονταν στον Νότιο Πόλο ανακάλυψαν ότι κατά την άνοιξη της Ανταρκτικής, το επίπεδο του όζοντος στην ατμόσφαιρα εκεί ήταν σημαντικά κάτω από το κανονικό. Κάθε χρόνο την ίδια περίοδο, η ποσότητα του όζοντος μειώθηκε — άλλοτε σε μεγαλύτερο βαθμό, άλλοτε σε μικρότερο βαθμό. Παρόμοιες, αλλά λιγότερο έντονες τρύπες του όζοντος εμφανίστηκαν επίσης πάνω από τον Βόρειο Πόλο κατά την άνοιξη της Αρκτικής.

Τα επόμενα χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν γιατί εμφανίζεται η τρύπα του όζοντος. Όταν ο ήλιος δύει και αρχίζει η μεγάλη πολική νύχτα, οι θερμοκρασίες πέφτουν κατακόρυφα και σχηματίζονται υψηλά στρατοσφαιρικά σύννεφα που περιέχουν κρυστάλλους πάγου. Η εμφάνιση αυτών των κρυστάλλων προκαλεί μια σειρά από πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις που οδηγούν στη συσσώρευση μοριακού χλωρίου (ένα μόριο χλωρίου αποτελείται από δύο ενωμένα άτομα χλωρίου). Όταν εμφανίζεται ο ήλιος και ξεκινά η άνοιξη της Ανταρκτικής, υπό την επίδραση των υπεριωδών ακτίνων, οι ενδομοριακοί δεσμοί σπάνε και ένα ρεύμα ατόμων χλωρίου ορμάει στην ατμόσφαιρα. Αυτά τα άτομα λειτουργούν ως καταλύτες για αντιδράσεις που μετατρέπουν το όζον σε απλό οξυγόνο, ακολουθώντας το ακόλουθο διπλό σχήμα:

Cl + O 3 -> ClO + O 2 και ClO + O -> Cl + O 2

Ως αποτέλεσμα αυτών των αντιδράσεων, τα μόρια του όζοντος (O 3) μετατρέπονται σε μόρια οξυγόνου (O 2), με τα αρχικά άτομα χλωρίου να παραμένουν σε ελεύθερη κατάσταση και να συμμετέχουν ξανά σε αυτή τη διαδικασία (κάθε μόριο χλωρίου καταστρέφει ένα εκατομμύριο μόρια όζοντος πριν αυτά απομακρύνονται από την ατμόσφαιρα υπό άλλες χημικές αντιδράσεις). Ως αποτέλεσμα αυτής της αλυσίδας μετασχηματισμών, το όζον αρχίζει να εξαφανίζεται από την ατμόσφαιρα πάνω από την Ανταρκτική, σχηματίζοντας μια τρύπα του όζοντος. Ωστόσο, σύντομα, με την υπερθέρμανση, οι δίνες της Ανταρκτικής καταστρέφονται, Καθαρός αέρας(που περιέχει νέο όζον) ορμάει στην περιοχή και η τρύπα εξαφανίζεται.

Το 1987, το Διεθνές Συνέδριο, αφιερωμένη στην απειλή για το στρώμα του όζοντος, και βιομηχανική τις αναπτυγμένες χώρεςσυμφώνησε να μειώσει και τελικά να σταματήσει την παραγωγή χλωριωμένοι και φθοριωμένοι υδρογονάνθρακες (χλωροφθοράνθρακες, CFC) -χημικές ουσίες που καταστρέφουν το στρώμα του όζοντος. Μέχρι το 1992, η αντικατάσταση αυτών των ουσιών με ασφαλείς ήταν τόσο επιτυχής που αποφασίστηκε η πλήρης καταστροφή τους μέχρι το 1996. Σήμερα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι σε περίπου πενήντα χρόνια το στρώμα του όζοντος θα αποκατασταθεί πλήρως.

Πριν από περίπου σαράντα χρόνια, ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά ότι το στρώμα του όζοντος στην ατμόσφαιρα της γης άρχιζε να καταστρέφεται. Οι πρώτοι που το παρατήρησαν ήταν Άγγλοι επιστήμονες που εργάζονταν σε μια ερευνητική βάση στην Ανταρκτική. Διαπίστωσαν ότι πάνω από το σταθμό Hally Bay, το πάχος του όζοντος ήταν σχεδόν στο μισό! Ενώ πιθανούς λόγουςΑυτό το φαινόμενο δεν είχε ακόμη μελετηθεί, οπότε το μόνο που μπορούσαν να κάνουν οι επιστήμονες ήταν να παρατηρήσουν την εξέλιξη της κατάστασης. Και τα αποτελέσματα δεν τους ευχαρίστησαν καθόλου - οι τρύπες του όζοντος όχι μόνο δεν έκλεισαν, αλλά εξαπλώθηκαν και πολύ πιο πέρα Νότιο Πόλο. Κάπως έτσι εμφανίστηκαν πληροφορίες για μια νέα παγκόσμια καταστροφή.

Τι ακριβώς είναι οι τρύπες του όζοντος;

Το όζον είναι ένα αέριο που παράγεται από το οξυγόνο από την υπεριώδη ακτινοβολία που προέρχεται από τον Ήλιο. Με τη σειρά του, εμποδίζει τη διέλευση αυτής της ακτινοβολίας, η επίδραση της οποίας είναι καταστροφική για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Ένα στρώμα αυτού του αερίου βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου είκοσι χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια και προστατεύει τον πλανήτη από αρνητική επιρροή ηλιακή ενέργεια. Οι τρύπες του όζοντος είναι μέρη όπου το πάχος του αερίου μειώνεται για κάποιο λόγο. Σε αυτό το στάδιο, αρκεί ακόμα να μπλοκάρουμε την υπεριώδη ακτινοβολία, αλλά αν η ανθρωπότητα δεν κάνει τίποτα για να αλλάξει την κατάσταση, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα η εξάντληση της στιβάδας του όζοντος θα οδηγήσει στο γεγονός ότι η επιβλαβής ακτινοβολία μπορεί εύκολα να διεισδύσει στην ατμόσφαιρα. Η ύπαρξη ζωής στη Γη θα γίνει απλώς αδύνατη.

Γιατί εμφανίζονται οι τρύπες του όζοντος;

Εξερεύνηση του διαστήματος

Κι όμως, παρά τη μεγάλη ποικιλία των πιθανών εκδόσεων, η πιο πιθανή παραμένει ανθρωπογενής. Άλλωστε, στα μέσα του περασμένου αιώνα υπήρξαν πολλές εκτοξεύσεις διαστημικούς πυραύλους, καθένα από τα οποία, κατά την απογείωση, άφησε μια «τρύπα» στην ατμόσφαιρα, διαπερνώντας το στρώμα του όζοντος. Σε μόλις τριάντα χρόνια εξερεύνησης του διαστήματος, καταστράφηκε το 30% του προστατευτικού φράγματος της Γης, το οποίο είχε δημιουργηθεί σε διάστημα τεσσάρων δισεκατομμυρίων ετών!

Φρέον

Το φρέον, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως τόσο στην καθημερινή ζωή όσο και στη βιομηχανία, είναι μια καταστροφική ουσία για το όζον. Περιείχε σχεδόν όλα τα δοχεία αερίου του περασμένου αιώνα: σε σπρέι μαλλιών, αρώματα, αποσμητικά, πυροσβεστήρες. Ήταν ακόμα και σε ψυγεία και κλιματιστικά! Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι κάθε μέρα εμφανίζονταν όλο και περισσότερες τρύπες του όζοντος και προστατευτικό στρώμαγινόταν όλο και πιο λεπτός.

Λύσεις

Σήμερα το πρόβλημα παραμένει οξύ και επίκαιρο. Έχουν εγκριθεί πολυάριθμες συμφωνίες βάσει των οποίων απαγορεύεται η χρήση επιβλαβών για τη στιβάδα του όζοντος ουσίες στην παραγωγή και τη βιομηχανία. Αλλά αυτό δεν αρκεί, γιατί το ζητούμενο δεν είναι μόνο να σταματήσει η καταστροφή του όζοντος, αλλά και να αποκατασταθεί. Αλλά αυτό το πρόβλημα δεν έχει λυθεί ακόμη.

Μια τρύπα του όζοντος είναι μια τοπική πτώση της συγκέντρωσης του όζοντος στο στρώμα του όζοντος της Γης. Αρχικά, οι ειδικοί πρότειναν ότι η συγκέντρωση του όζοντος τείνει να αλλάζει λόγω των σωματιδίων που εκπέμπονται κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε ατομικής έκρηξης.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι πτήσεις αεροσκαφών και διαστημικών σκαφών σε μεγάλο ύψος θεωρούνταν οι ένοχοι για την εμφάνιση οπών του όζοντος στην ατμόσφαιρα της Γης.

Ωστόσο, πολυάριθμες μελέτες και πειράματα έχουν δείξει ότι τα επίπεδα του όζοντος μπορεί να ποικίλλουν ποιοτικά λόγω ορισμένων φυσικών ατμοσφαιρικών ρύπων που περιέχουν άζωτο.

Οι κύριες αιτίες των τρυπών του όζοντος

Έχει διαπιστωθεί από καιρό ότι το μεγαλύτερο μέρος του φυσικού όζοντος βρίσκεται σε υψόμετρο 15 έως 50 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της Γης - στη στρατόσφαιρα. Το μεγαλύτερο όφελοςΤο όζον φέρνει απορροφώντας σημαντικές ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας από τον ήλιο, που διαφορετικά θα ήταν καταστροφικές για τους ζωντανούς οργανισμούς στον πλανήτη μας. Η μείωση της συγκέντρωσης του όζοντος σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία μπορεί να οφείλεται σε δύο τύπους ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Αυτά περιλαμβάνουν:

1. Φυσικές διεργασίες που προκαλούν ατμοσφαιρική ρύπανση.
2. Ανθρωπογενής ρύπανση της ατμόσφαιρας της Γης.

Διαδικασίες απαέρωσης λαμβάνουν χώρα συνεχώς στον μανδύα της Γης, με αποτέλεσμα την απελευθέρωση ποικίλων οργανικών ενώσεων. Τα ηφαίστεια λάσπης και οι υδροθερμικές οπές μπορούν να δημιουργήσουν αυτούς τους τύπους αερίων.

Επιπλέον, στον φλοιό της γης υπάρχουν ορισμένα αέρια που βρίσκονται σε ελεύθερη κατάσταση. Μερικά από αυτά είναι σε θέση να φτάσουν στην επιφάνεια της γης μέσω ρωγμών φλοιός της γηςδιαχέονται στην ατμόσφαιρα. Ως εκ τούτου, ο αέρας του εδάφους πάνω από τις λεκάνες πετρελαίου και αερίου συχνά περιέχει αυξημένο επίπεδομεθάνιο Αυτοί οι τύποι ρύπανσης μπορούν να ταξινομηθούν ως φυσικοί – που συμβαίνουν σε σχέση με φυσικά φαινόμενα.

Η ανθρωπογενής ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να προκληθεί από εκτοξεύσεις διαστημικών πυραύλων και υπερηχητικές πτήσεις. αεριωθούμενα αεροσκάφη. Επίσης μεγάλος αριθμός διαφορετικών χημικές ενώσειςαπελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα κατά την εξόρυξη και την επεξεργασία πολυάριθμων ορυκτών από τα έγκατα της γης.

Σημαντικό ρόλο στην ατμοσφαιρική ρύπανση παίζουν και οι μεγάλες βιομηχανικές πόλεις, που αποτελούν μοναδικές ανθρωπογενείς πηγές. Οι ατμοσφαιρικές μάζες σε τέτοιες περιοχές μολύνονται μέσω της εκτεταμένης ροής των οδικών μεταφορών, καθώς και λόγω των εκπομπών από διάφορες βιομηχανικές επιχειρήσεις.

Η ιστορία της ανακάλυψης των τρυπών του όζοντος στην ατμόσφαιρα

Η τρύπα του όζοντος ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1985 από μια ομάδα Βρετανών επιστημόνων με επικεφαλής τον Τζο Φάρμαν. Η διάμετρος της τρύπας ήταν πάνω από 1000 χιλιόμετρα και βρισκόταν πάνω από την Ανταρκτική - στο νότιο ημισφαίριο. Εμφανιζόμενη κάθε χρόνο τον Αύγουστο, αυτή η τρύπα του όζοντος εξαφανίστηκε μεταξύ Δεκεμβρίου και Ιανουαρίου.

Το έτος 1992 χαρακτηρίστηκε για τους επιστήμονες από το γεγονός ότι μια άλλη τρύπα του όζοντος, με πολύ μικρότερη διάμετρο, είχε σχηματιστεί πάνω από το βόρειο ημισφαίριο στην Ανταρκτική. Και το 2008, η διάμετρος του πρώτου φαινομένου του όζοντος που ανακαλύφθηκε στην Ανταρκτική έφτασε στο μέγιστο μέγεθος ρεκόρ - 27 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα.

Πιθανές συνέπειες της επέκτασης των τρυπών του όζοντος

Δεδομένου ότι το στρώμα του όζοντος έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει την επιφάνεια του πλανήτη μας από την περίσσεια υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας, οι τρύπες του όζοντος μπορούν να θεωρηθούν ένα πραγματικά επικίνδυνο φαινόμενο για τους ζωντανούς οργανισμούς. Η μειωμένη στιβάδα του όζοντος αυξάνει σημαντικά τη ροή ηλιακή ακτινοβολία, γεγονός που μπορεί να συμβάλει στην απότομη αύξηση του αριθμού των καρκίνων του δέρματος. Η εμφάνιση των τρυπών του όζοντος δεν είναι λιγότερο καταστροφική για τα φυτά και τα ζώα στη Γη.

Χάρη στην προσοχή του κοινού, η Σύμβαση της Βιέννης για την Προστασία της Στιβάδας του Όζοντος εγκρίθηκε το 1985. Στη συνέχεια ήρθε το λεγόμενο Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ, που εγκρίθηκε το 1987 και καθόρισε μια λίστα με τους πιο επικίνδυνους χλωροφθοράνθρακες. Ταυτόχρονα, οι χώρες παραγωγής αυτών των ατμοσφαιρικών ρύπων δεσμεύτηκαν να περιορίσουν την έκλυσή τους και έως το 2000 να τους σταματήσουν εντελώς.

Υποθέσεις για τη φυσική προέλευση της τρύπας του όζοντος

Αλλά Ρώσοι επιστήμονες δημοσίευσαν επιβεβαίωση της υπόθεσης για τη φυσική προέλευση της τρύπας του όζοντος της Ανταρκτικής. Το 1999, στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας, η NPO Typhoon δημοσίευσε μια επιστημονική εργασία στην οποία, σύμφωνα με υπολογισμούς των γεωφυσικών A.P. Καπίτσα και Α.Α. Gavrilova, η τρύπα του όζοντος της Ανταρκτικής υπήρχε πριν ανακαλυφθεί με άμεσες πειραματικές μεθόδους το 1982, κάτι που, σύμφωνα με Ρώσους επιστήμονες, επιβεβαιώνει την υπόθεση της φυσικής προέλευσης της τρύπας του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική.

Οι συντάκτες αυτού επιστημονική εργασίαήταν ο A.P. Kapitsa (αντεπιστέλλον μέλος του RAS) b A.A.Gavrilov (Κρατικό Πανεπιστήμιο Μόσχας). Αυτοί οι δύο επιστήμονες μπόρεσαν να αποδείξουν ότι ο αριθμός των γεγονότων που έρχονται σε αντίθεση με την ανθρωπογενή υπόθεση της προέλευσης της τρύπας του όζοντος της Ανταρκτικής αυξάνεται συνεχώς και αφού απέδειξαν ότι τα δεδομένα ασυνήθιστα χαμηλών τιμών συνολικής περιεκτικότητας όζοντος στην Ανταρκτική το 1957-1959 είναι σωστές, έγινε προφανές ότι η αιτία των τρυπών του όζοντος είναι διαφορετική από την ανθρωπογενή.

Τα αποτελέσματα της έρευνας των Kapitsa και Gavrilov δημοσιεύτηκαν στο Reports of the Academy of Sciences, 1999, τόμος 366, αρ. 543-546

Εθνικό Ερευνητικό Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Καζάν

Περίληψη Καταστροφή της στιβάδας του όζοντος

Συμπλήρωσε: μαθητής γρ.5111-41 Garifullin I.I. Έλεγχος: Fatykhova L.A.

Καζάν 2015

1. Εισαγωγή

2.Κύριο μέρος:

α) Προσδιορισμός του όζοντος

β) Αιτίες των «τρυπών του όζοντος»

γ) Κύριες υποθέσεις καταστροφής της στιβάδας του όζοντος

δ) Περιβαλλοντικές και ιατροβιολογικές συνέπειες της καταστροφής της στιβάδας του όζοντος

3. Συμπέρασμα

4. Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

Εισαγωγή.

Στον 21ο αιώνα Μεταξύ των πολλών παγκόσμιων περιβαλλοντικών προβλημάτων της βιόσφαιρας, το πρόβλημα της καταστροφής του στρώματος του όζοντος και η σχετική αύξηση της βιολογικά επικίνδυνης υπεριώδους ακτινοβολίας στην επιφάνεια της γης παραμένει πολύ επίκαιρο. Αυτό θα μπορούσε να εξελιχθεί περαιτέρω σε μια μη αναστρέψιμη καταστροφή καταστροφική για την ανθρωπότητα. Τις τελευταίες δεκαετίες, πολυάριθμες μελέτες έχουν καταδείξει μια σταθερή τάση προς μείωση της περιεκτικότητας σε όζον στην ατμόσφαιρα. Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), κάθε μείωση 1% των επιπέδων του όζοντος στην ατμόσφαιρα (και αντίστοιχη αύξηση 2% στην υπεριώδη ακτινοβολία) οδηγεί σε αύξηση 5% στον αριθμό των καρκινικών ασθενειών.

Η σύγχρονη ατμόσφαιρα οξυγόνου της Γης είναι ένα μοναδικό φαινόμενο μεταξύ των πλανητών του ηλιακού συστήματος και αυτό το χαρακτηριστικό συνδέεται με την παρουσία ζωής στον πλανήτη μας.

Το περιβαλλοντικό πρόβλημα είναι αναμφίβολα το πιο σημαντικό για τους ανθρώπους τώρα. Η πραγματικότητα μιας περιβαλλοντικής καταστροφής υποδηλώνεται από την καταστροφή του στρώματος του όζοντος της Γης. Το όζον είναι μια τριατομική μορφή οξυγόνου, που σχηματίζεται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας σκληρού (βραχέων κυμάτων) από τον Ήλιο.

Σήμερα, το όζον ανησυχεί όλους, ακόμη και εκείνους που προηγουμένως δεν υποψιάζονταν την ύπαρξη στιβάδας του όζοντος στην ατμόσφαιρα, αλλά πίστευαν μόνο ότι η μυρωδιά του όζοντος ήταν σημάδι καθαρού αέρα. (Δεν είναι τυχαίο που το όζον σημαίνει «μυρίζω» στα ελληνικά.) Αυτό το ενδιαφέρον είναι κατανοητό - μιλάμε για το μέλλον ολόκληρης της βιόσφαιρας της Γης, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του ανθρώπου. Επί του παρόντος, υπάρχει ανάγκη να ληφθούν ορισμένες αποφάσεις που είναι δεσμευτικές για όλους, οι οποίες θα μας επιτρέψουν να διατηρήσουμε το στρώμα του όζοντος. Αλλά για να είναι σωστές αυτές οι αποφάσεις, χρειαζόμαστε πλήρεις πληροφορίες για εκείνους τους παράγοντες που αλλάζουν την ποσότητα του όζοντος στην ατμόσφαιρα της Γης, καθώς και για τις ιδιότητες του όζοντος και πώς ακριβώς αντιδρά σε αυτούς τους παράγοντες. Ως εκ τούτου, θεωρώ ότι το θέμα που επέλεξα είναι σχετικό και απαραίτητο για εξέταση.

Κύριο μέρος: Προσδιορισμός όζοντος

Είναι γνωστό ότι το όζον (Oz), μια τροποποίηση του οξυγόνου, έχει υψηλή χημική αντιδραστικότητα και τοξικότητα. Το όζον σχηματίζεται στην ατμόσφαιρα από το οξυγόνο κατά τις ηλεκτρικές εκκενώσεις κατά τη διάρκεια καταιγίδων και υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον Ήλιο στη στρατόσφαιρα. Το στρώμα του όζοντος (οθόνη όζοντος, οζονόσφαιρα) βρίσκεται στην ατμόσφαιρα σε υψόμετρο 10-15 km με μέγιστη συγκέντρωση όζοντος σε υψόμετρο 20-25 km. Η οθόνη του όζοντος καθυστερεί τη διείσδυση της πιο σοβαρής υπεριώδους ακτινοβολίας (μήκος κύματος 200-320 nm), η οποία είναι καταστροφική για όλα τα έμβια όντα, στην επιφάνεια της γης. Ωστόσο, ως αποτέλεσμα ανθρωπογενών επιπτώσεων, η «ομπρέλα» του όζοντος παρουσίασε διαρροή και άρχισαν να εμφανίζονται τρύπες του όζοντος με αισθητά μειωμένη (έως 50% ή περισσότερο) περιεκτικότητα σε όζον.

Αιτίες των τρυπών του όζοντος

Οι τρύπες του όζοντος (όζοντος) είναι μόνο μέρος ενός συμπλέγματος ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ πρόβλημακαταστροφή του στρώματος του όζοντος της Γης. Στις αρχές της δεκαετίας του 1980. μείωση της συνολικής περιεκτικότητας σε όζον στην ατμόσφαιρα σημειώθηκε στην περιοχή των επιστημονικών σταθμών στην Ανταρκτική. Έτσι, τον Οκτώβριο του 1985 Υπήρξαν αναφορές ότι η συγκέντρωση του όζοντος στη στρατόσφαιρα πάνω από τον αγγλικό σταθμό Halley Bay μειώθηκε κατά 40% από τις ελάχιστες τιμές του και πάνω από τον ιαπωνικό σταθμό - σχεδόν 2 φορές. Αυτό το φαινόμενο είναι που προκάλεσε την «τρύπα του όζοντος». Σημαντικές τρύπες του όζοντος εμφανίστηκαν πάνω από την Ανταρκτική την άνοιξη του 1987, 1992, 1997, όταν καταγράφηκε μείωση της συνολικής περιεκτικότητας σε στρατοσφαιρικό όζον (TO) κατά 40 - 60%. Την άνοιξη του 1998, η τρύπα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική έφτασε σε έκταση ρεκόρ 26 εκατομμυρίων τετραγωνικών μέτρων. km (3 φορές το έδαφος της Αυστραλίας). Και σε υψόμετρο 14 - 25 km στην ατμόσφαιρα, σημειώθηκε σχεδόν πλήρης καταστροφή του όζοντος.

Παρόμοια φαινόμενα παρατηρήθηκαν στην Αρκτική (ειδικά από την άνοιξη του 1986), αλλά το μέγεθος της τρύπας του όζοντος εδώ ήταν σχεδόν 2 φορές μικρότερο από ό,τι πάνω από την Ανταρκτική. Τον Μάρτιο του 1995 Το στρώμα του όζοντος της Αρκτικής εξαντλήθηκε κατά περίπου 50% και σχηματίστηκαν «μίνι τρύπες» στις βόρειες περιοχές του Καναδά και στη Σκανδιναβική Χερσόνησο, στα Νησιά της Σκωτίας (Ηνωμένο Βασίλειο).

Επί του παρόντος, υπάρχουν περίπου 120 οζονομετρικοί σταθμοί στον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων 40 που έχουν εμφανιστεί από τη δεκαετία του '60. ΧΧ αιώνα στο ρωσικό έδαφος. Παρατηρητικά δεδομένα από επίγειους σταθμούς δείχνουν ότι το 1997, παρατηρήθηκε μια ήρεμη κατάσταση συνολικής περιεκτικότητας σε όζον σε ολόκληρη σχεδόν την ελεγχόμενη επικράτεια της Ρωσίας.

Για να διευκρινιστούν οι λόγοι για την εμφάνιση ισχυρών οπών του όζοντος ακριβώς στους περιπολικούς χώρους στα τέλη του εικοστού αιώνα. Πραγματοποιήθηκε έρευνα (με χρήση ιπτάμενων εργαστηριακών αεροσκαφών) της στιβάδας του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική και την Αρκτική. Έχει διαπιστωθεί ότι, εκτός από ανθρωπογενείς παράγοντες (εκπομπές φρέον, οξείδια του αζώτου, μεθυλοβρωμίδιο κ.λπ. στην ατμόσφαιρα), σημαντικό ρόλο διαδραματίζουν και οι φυσικές επιδράσεις. Έτσι, την άνοιξη του 1997, σε ορισμένες περιοχές της Αρκτικής, καταγράφηκε πτώση της περιεκτικότητας σε όζον στην ατμόσφαιρα έως και 60%. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια πολλών ετών, ο ρυθμός εξάντλησης της οζονόσφαιρας πάνω από την Αρκτική έχει αυξηθεί ακόμη και σε συνθήκες όπου η συγκέντρωση χλωροφθορανθράκων (CFC) ή φρέον, σε αυτήν παρέμενε σταθερή. Σύμφωνα με έναν Νορβηγό επιστήμονα Κ. Χένρικσεν, την τελευταία δεκαετία, μια συνεχώς διευρυνόμενη δίνη ψυχρού αέρα έχει σχηματιστεί στα κατώτερα στρώματα της στρατόσφαιρας της Αρκτικής. Δημιούργησε ιδανικές συνθήκες για την καταστροφή των μορίων του όζοντος, η οποία συμβαίνει κυρίως σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία (περίπου -80*C). Μια παρόμοια χοάνη πάνω από την Ανταρκτική είναι η αιτία των τρυπών του όζοντος. Έτσι, η αιτία της διαδικασίας καταστροφής του όζοντος σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη (Αρκτική, Ανταρκτική) μπορεί να οφείλεται σε μεγάλο βαθμό σε φυσικές επιρροές.

Μια τρύπα του όζοντος είναι μια τοπική πτώση της συγκέντρωσης του όζοντος στο στρώμα του όζοντος της Γης. Σύμφωνα με τη γενικά αποδεκτή θεωρία στην επιστημονική κοινότητα, στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, η αυξανόμενη επίδραση του ανθρωπογενούς παράγοντα με τη μορφή της απελευθέρωσης φρεονών που περιέχουν χλώριο και βρώμιο οδήγησε σε σημαντική λέπτυνση της στιβάδας του όζοντος. .

Το όζον είναι μια αλλοτροπική τροποποίηση του οξυγόνου. Η φύση των χημικών δεσμών στο όζον καθορίζει την αστάθειά του (μετά από ορισμένο χρόνο, το όζον μετατρέπεται αυθόρμητα σε οξυγόνο: 2O 3 → 3O 2) και την υψηλή οξειδωτική του ικανότητα. Οξειδωτική επίδραση του όζοντος σε οργανική ύλησχετίζεται με το σχηματισμό ριζών: RH + O 3 → RО 2. +OH.

Αυτές οι ρίζες ξεκινούν ριζικές αλυσιδωτές αντιδράσεις με βιοοργανικά μόρια (λιπίδια, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα), γεγονός που οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο. Εφαρμογή όζοντος για αποστείρωση πόσιμο νερόμε βάση την ικανότητά του να σκοτώνει μικρόβια. Το όζον είναι επίσης σημαντικό για τους ανώτερους οργανισμούς. Η παρατεταμένη έκθεση σε περιβάλλοντα που περιέχουν όζον (όπως αίθουσες φυσικοθεραπείας και ακτινοβολίας χαλαζία) μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη. νευρικό σύστημα. Επομένως, το όζον σε μεγάλες δόσεις είναι ένα τοξικό αέριο. Μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση στον αέρα περιοχή εργασίας– 0,1 mg/m3.

Υπάρχει πολύ λίγο όζον, που μυρίζει τόσο υπέροχα κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, στην ατμόσφαιρα - 3-4 ppm (ανά χιλιόμετρο) - (3-4) * 10 -4%. Ωστόσο, η παρουσία του είναι εξαιρετικά σημαντική για τη χλωρίδα και την πανίδα του πλανήτη. Εξάλλου, η ζωή που προήλθε από τα βάθη των ωκεανών μπόρεσε να «συρθεί» στη γη μόνο αφού σχηματίστηκε η ασπίδα του όζοντος πριν από 600-800 εκατομμύρια χρόνια. Απορροφώντας την βιολογικά ενεργή ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία, εξασφάλιζε το ασφαλές επίπεδο της στην επιφάνεια του πλανήτη. Η ζωή στη Γη είναι αδιανόητη χωρίς το στρώμα του όζοντος, το οποίο προστατεύει όλα τα έμβια όντα από την επιβλαβή υπεριώδη ακτινοβολία του Ήλιου. Η εξαφάνιση της οζονόσφαιρας θα οδηγούσε σε απρόβλεπτες συνέπειες - ξέσπασμα καρκίνου του δέρματος, καταστροφή πλαγκτόν στον ωκεανό, μεταλλάξεις χλωρίδας και πανίδας. Επομένως, είναι τόσο σημαντικό να κατανοήσουμε τα αίτια της «τρύπας» του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική και τη μείωση των επιπέδων του όζοντος στο βόρειο ημισφαίριο.

Το όζον σχηματίζεται στην ανώτερη στρατόσφαιρα (40-50 km) κατά τη διάρκεια φωτοχημικών αντιδράσεων που περιλαμβάνουν οξυγόνο, άζωτο, υδρογόνο και χλώριο. Το ατμοσφαιρικό όζον συγκεντρώνεται σε δύο περιοχές - τη στρατόσφαιρα (έως 90%) και την τροπόσφαιρα. Όσον αφορά την τροποσφαιρική στιβάδα του όζοντος που κατανέμεται σε υψόμετρο από 0 έως 10 km, είναι ακριβώς λόγω των ανεξέλεγκτων βιομηχανικών εκπομπών που γίνεται όλο και πιο άφθονη. Στην κατώτερη στρατόσφαιρα (10-25 km), όπου το όζον είναι πιο άφθονο, ο κύριος ρόλος στις εποχιακές και μακροπρόθεσμες αλλαγές στη συγκέντρωσή του διαδραματίζεται από τις διαδικασίες μεταφοράς μάζας αέρα.

Το πάχος της στιβάδας του όζοντος πάνω από την Ευρώπη μειώνεται με γοργούς ρυθμούς, κάτι που δεν μπορεί παρά να ανησυχήσει το μυαλό των επιστημόνων. Πίσω πέρυσιτο πάχος της «επικάλυψης» του όζοντος μειώθηκε κατά 30%, και ο ρυθμός φθοράς του φυσικού περιορισμόςέφτασε στο υψηλότερο επίπεδο των τελευταίων 50 ετών. Έχει διαπιστωθεί ότι χημικές αντιδράσεις που καταστρέφουν το όζον συμβαίνουν στην επιφάνεια των κρυστάλλων πάγου και οποιωνδήποτε άλλων σωματιδίων παγιδεύονται στην υψηλή στρατόσφαιρα πάνω από τις πολικές περιοχές. Τι κίνδυνο ενέχει αυτό για τον άνθρωπο;

Η λεπτή στιβάδα του όζοντος (2-3 mm όταν διανέμεται σε όλο τον κόσμο) δεν μπορεί να αποτρέψει τη διείσδυση των υπεριωδών ακτίνων βραχέων κυμάτων, που προκαλούν καρκίνο του δέρματος και είναι επικίνδυνες για τα φυτά. Ως εκ τούτου, σήμερα, λόγω της υψηλής δραστηριότητας του ήλιου, η ηλιοθεραπεία έχει γίνει λιγότερο χρήσιμη. Γενικά τα περιβαλλοντικά κέντρα θα πρέπει να δίνουν συστάσεις στον πληθυσμό για το πώς να ενεργεί ανάλογα με τη δραστηριότητα του ήλιου, αλλά στη χώρα μας δεν υπάρχει τέτοιο κέντρο.

Η κλιματική αλλαγή σχετίζεται με τη μείωση της στιβάδας του όζοντος. Είναι σαφές ότι αλλαγές θα συμβούν όχι μόνο στην περιοχή στην οποία «εκτείνεται» η τρύπα του όζοντος. Η αλυσιδωτή αντίδραση θα συνεπάγεται αλλαγές σε πολλές βαθιές διεργασίες του πλανήτη μας. Αυτό δεν σημαίνει ότι είναι γρήγορο παγκόσμια υπερθέρμανσηπώς μας τρομάζουν στις ταινίες τρόμου. Ωστόσο, αυτή είναι πολύ περίπλοκη και χρονοβόρα διαδικασία. Αλλά μπορεί να προκύψουν άλλες καταστροφές, για παράδειγμα, ο αριθμός των τυφώνων, των ανεμοστρόβιλων και των τυφώνων θα αυξηθεί.

Έχει διαπιστωθεί ότι «τρύπες» στο στρώμα του όζοντος εμφανίζονται πάνω από την Αρκτική και την Ανταρκτική. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι σχηματίζονται όξινα σύννεφα στους πόλους, καταστρέφοντας το στρώμα του όζοντος. Αποδεικνύεται ότι οι τρύπες του όζοντος δεν προκύπτουν από τη δραστηριότητα του ήλιου, όπως πιστεύεται συνήθως, αλλά από τις καθημερινές δραστηριότητες όλων των κατοίκων του πλανήτη, συμπεριλαμβανομένου εσάς και εμένα. Στη συνέχεια, τα «κενά οξέος» μετατοπίζονται, πιο συχνά στη Σιβηρία.

Χρησιμοποιώντας ένα νέο μαθηματικό μοντέλο, κατέστη δυνατή η σύνδεση δεδομένων από επίγειες, δορυφορικές και αεροσκάφη παρατηρήσεις με τα επίπεδα πιθανών μελλοντικών εκπομπών ουσιών που καταστρέφουν το όζον στην ατμόσφαιρα, τον χρόνο μεταφοράς τους στην Ανταρκτική και τον καιρό στα νότια γεωγραφικά πλάτη . Χρησιμοποιώντας το μοντέλο, προέκυψε μια πρόβλεψη σύμφωνα με την οποία το στρώμα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική θα ανακάμψει το 2068 και όχι το 2050, όπως πιστευόταν.

Είναι γνωστό ότι επί του παρόντος το επίπεδο του όζοντος στη στρατόσφαιρα σε περιοχές μακριά από τους πόλους είναι περίπου 6% κάτω από το κανονικό. Ταυτόχρονα, στο ανοιξιάτικη περίοδοΤα επίπεδα του όζοντος στην Ανταρκτική ενδέχεται να μειωθούν κατά 70% σε σχέση με τον ετήσιο μέσο όρο. Νέο μοντέλοκαθιστά δυνατή την ακριβέστερη πρόβλεψη των επιπέδων των αερίων που καταστρέφουν το όζον πάνω από την Ανταρκτική και τη χρονική τους δυναμική, που καθορίζουν το μέγεθος της «τρύπας» του όζοντος.

Η χρήση ουσιών που καταστρέφουν το όζον περιορίζεται από το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ. Πιστεύεται ότι αυτό θα οδηγούσε σε ένα γρήγορο «σφίξιμο» της τρύπας του όζοντος. Ωστόσο, νέα έρευνα έδειξε ότι στην πραγματικότητα ο ρυθμός μείωσης θα γίνει αισθητός μόνο το 2018.

Για να ξεκινήσει η παγκόσμια ανάκαμψη, είναι απαραίτητο να μειωθεί η πρόσβαση στην ατμόσφαιρα όλων των ουσιών που καταστρέφουν πολύ γρήγορα το όζον και αποθηκεύονται εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι άνθρωποι πρέπει να το καταλάβουν αυτό και να βοηθήσουν τη φύση να ξεκινήσει τη διαδικασία αποκατάστασης της στιβάδας του όζοντος, ειδικότερα, χρειάζονται νέες δασικές φυτεύσεις.

Για να αποκατασταθεί η στιβάδα του όζοντος, πρέπει να επαναφορτιστεί. Αρχικά, για το σκοπό αυτό, σχεδιάστηκε να δημιουργηθούν πολλά επίγεια εργοστάσια όζοντος και να «ρίξουν» το όζον στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας σε αεροπλάνα φορτίου. Ωστόσο, αυτό το έργο (μάλλον ήταν το πρώτο έργο για τη «περιποίηση» του πλανήτη) δεν υλοποιήθηκε. Ένας διαφορετικός τρόπος προτείνει η ρωσική κοινοπραξία Interozon: παραγωγή όζοντος απευθείας στην ατμόσφαιρα. Στο άμεσο μέλλον, μαζί με τη γερμανική εταιρεία Daza, σχεδιάζεται η ανύψωση μπαλονιών με υπέρυθρα λέιζερ σε ύψος 15 χιλιομέτρων, με τη βοήθεια των οποίων μπορούν να παράγουν όζον από διατομικό οξυγόνο. Εάν αυτό το πείραμα αποδειχθεί επιτυχές, στο μέλλον σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί η εμπειρία του ρωσικού τροχιακού σταθμού Mir και να δημιουργηθούν πολλές διαστημικές πλατφόρμες με πηγές ενέργειας και λέιζερ σε υψόμετρο 400 km. Οι ακτίνες λέιζερ θα κατευθύνονται στο κεντρικό τμήμα της στιβάδας του όζοντος και θα το αναπληρώνουν συνεχώς. Η πηγή ενέργειας μπορεί να είναι ηλιακούς συλλέκτες. Οι αστροναύτες σε αυτές τις πλατφόρμες θα απαιτούνται μόνο για περιοδικές επιθεωρήσεις και επισκευές.

Ο χρόνος θα δείξει εάν το μεγαλειώδες σχέδιο ειρήνης θα πραγματοποιηθεί.

Λαμβάνοντας υπόψη την έκτακτη κατάσταση της κατάστασης, φαίνεται απαραίτητο:

ü να επεκτείνει το σύμπλεγμα της θεωρητικής και πειραματικής έρευνας για το πρόβλημα της διατήρησης της στιβάδας του όζοντος.

ü δημιουργία ενός Διεθνούς Ταμείου για τη Διατήρηση της Στιβάδας του Όζοντος με ενεργά μέσα.

ü να οργανώσει μια Διεθνή Επιτροπή για να αναπτύξει μια στρατηγική για την επιβίωση της ανθρωπότητας σε ακραίες συνθήκες.