Разбираемся, как образуются озоновые дыры, чем они угрожают человечеству и как влияют на изменение климата.
Озоновые дыры — области с критически низкой концентрацией O₃, защищающего от УФ-лучей.
Основная причина их возникновения — выбросы хлорфторуглеродов, усиленные атмосферными процессами.
Последствия от существования озоновых дыр: рост онкозаболеваний, снижение урожайности, нарушение экосистем.
Решение проблемы возможно через запрет вредных веществ и технологические инновации.
Подробнее рассказываем ниже.
Что такое озоновые дыры и чем они опасны
Озоновая дыра — это значительное снижение концентрации озона (O₃) в стратосфере, на высоте 15—35 км. Толщину слоя измеряют единицами Добсона. 1 единица равняется 10 мкм. В местах озоновых дыр этих единиц 220 или ниже.
Озоновый слой служит естественным щитом Земли, поглощая до 98% ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. Когда его толщина уменьшается, опасные лучи проникают к поверхности, вызывая серьезные последствия.
«Озон появляется в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород. Озоновый слой возник около 1,5 млрд лет назад, когда в результате фотосинтеза в атмосфере Земли накопилось достаточно кислорода. Лишь после его образования жизнь смогла „выйти“ из океанов. Ведь этот слой защищает нас от УФ-лучей. Однако озон — сильный окислитель, и когда он образуется в нижних слоях атмосферы, то практически сразу вступает в реакции окисления. Но на высоте 30—50 км ему вступать в подобные реакции не с чем, пока туда не попадают разрушающие озон вещества», — рассказал Григорий Гусев, кандидат химических наук, доцент кафедры промышленной экологии Ивановского государственного химико-технологического университета.
Первая крупная озоновая дыра была обнаружена над Антарктидой в начале 1980-х годов. Ее площадь достигала 20 млн км² — это почти как два материка Австралия. С тех пор ученые наблюдают сезонное появление дыр в полярных регионах, а также локальное истощение слоя над Южной Америкой, Австралией, Новой Зеландией. Над Россией озоновые дыры тоже периодически возникают. Например, в 2020 году озоновый слой был разорван от Мурманска до Томска.
В чем опасность озоновых дыр и избыточного ультрафиолетового излучения, которое проникает через них:
вызывают рост заболеваемости раком кожи и катарактой;
приводят к угнетению иммунитета у людей и животных;
снижают продуктивность сельского хозяйства — УФ-лучи повреждают ДНК растений;
становятся причиной гибели морского планктона — основы пищевой цепи океана, что ставит под угрозу существование других морских существ.
«Самое большое уменьшение толщины озонового слоя наблюдается в Арктике и Антарктике из-за особых условий, которые там возникают зимой и ранней весной. Когда температура опускается ниже –78 °C, образуются тонкие полярные стратосферные облака в виде смеси снега, азотной и серной кислот и других химических веществ. С весенним потеплением химические реакции на поверхности кристаллов льда в облаках приводят к образованию озоноразрушающих веществ. Начинается активный процесс истощения озонового слоя», — объяснил Григорий Гусев.
Причины появления озоновых дыр
На появление озоновых дыр во многом влияет деятельность человека.
Воздействие фреонов и других хлорфторуглеродов (ХФУ)
Хлорфторуглероды, которые использовались в XX веке в холодильниках, аэрозолях и промышленности, вместе с выбросами поднимались в стратосферу. Под действием УФ-излучения они распадались, выделяя хлор — а один атом хлора может разрушить до 100 тыс. молекул озона. До принятия Монреальского протокола в 1987 году ежегодно в атмосферу выбрасывалось свыше 1 млн тонн ХФУ.
Атмосферные и климатические факторы
Зимой над Антарктидой образуются устойчивые циклоны, создающие условия для быстрого разрушения озона. Кристаллы льда в стратосферных облаках ускоряют химические реакции с участием хлора.
Воздействие ракет и самолетов
При запусках ракет выделяются оксиды азота и хлор, которые локально разрушают озон. Чем больше техники отправляется в космос, тем сильнее становится угроза.
Природные процессы
Вулканы (например, Пинатубо в 1991 году) выбрасывают в атмосферу хлор и серу, из-за чего истощается озоновый слой. Однако роль вулканов в разрушении озона не превышает 10—20%.
Другие возможные причины
Еще одна вероятная причина — глобальное потепление.
«Рост количества CO₂ охлаждает стратосферу. С понижением температуры регулярно образуются полярные стратосферные облака со смесью озоноразрушающих веществ и резко снижается толщина озонового слоя как на полюсах, так и в глобальном масштабе», — отмечает Григорий Гусев.
Влияние озоновых дыр на климат Земли и живые организмы
Озоновые дыры воздействуют на климат и живые организмы.
УФ-B лучи повреждают ДНК, вызывая мутации. В регионах с тонким озоновым слоем, например, в Южной Америке, фиксируется рост случаев меланомы.
Разрушение озона охлаждает стратосферу, что может влиять на ветровые паттерны и климат у поверхности. Например, усиливать засухи в субтропиках.
Озоновые дыры влияют даже на биоразнообразие. Урожайность сои и риса снижается на 5–15% при повышении УФ-индекса. Фитопланктон, основа морских экосистем, гибнет под интенсивным излучением.
УФ-лучи ускоряют разрушение пластиков и строительных материалов, увеличивая затраты на их замену.
Как можно решить проблему разрушения озонового слоя
Главная причина возникновения озоновых дыр — деятельность людей. Поэтому нужно создавать условия, при которых озоновый слой будет восстанавливаться.
Глобальные действия
Уменьшение выпуска и применения химикатов, которые вредят озоновому слою.
Развитие транспорта на электричестве и альтернативных источниках энергии вместо бензина и дизеля.
Восполнение озонового слоя в зонах, где образовались «дыры».
Государственные меры
Внедрение экологичных видов топлива для автомобилей и общественного транспорта.
Использование энергии из возобновляемых источников: солнечных, ветряных и гидроэлектростанций.
Образовательные программы для населения, направленные на повышение экологической культуры.
Промышленность и бизнес
Установка современных фильтров на предприятиях для очистки выбросов.
Внедрение технологий, снижающих негативное влияние на природу.
Безопасная переработка или утилизация опасных отходов.
Сокращение использования химических удобрений в сельском хозяйстве.
Повседневные привычки
Выбор автомобилей на экотопливе или гибридных моделей.
Покупка органических продуктов, выращенных без химикатов.
Отказ от аэрозолей, содержащих вредные для озона вещества.
Сортировка мусора для упрощения переработки и сокращения свалок.
Как защитить себя от последствий появления озоновых дыр
Чтобы позаботиться о своем здоровье и окружающем мире, стоит следовать этим принципам.
В любое время года используйте солнцезащитный крем с SPF не менее 30+ и UV-A/UV-B фильтрами. Наносите его за 15 минут до выхода на открытые участки тела и обновляйте крем каждые два часа или после купания.
Носите закрытую одежду с длинными рукавами и штанинами и широкополые шляпы в часы пиковой солнечной активности (11:00—16:00). Старайтесь находиться в это время в тени.
Выбирайте солнцезащитные очки с защитой от УФ-лучей до 99%.
Установите УФ-фильтры на окна автомобилей и домов.
Не посещайте солярии и осторожнее загорайте на пляжах, чтобы не получить солнечные ожоги.
Регулярно проверяйте родинки у дерматолога для ранней диагностики рака кожи.
Поддерживайте экологические инициативы, такие как посадка деревьев, поглощающих CO₂, осознанное потребление, сортировка мусора.
Мнение эксперта
«Озоновый слой Земли находится на пути к полному восстановлению. Ожидается, что это произойдет в течение ближайших десятилетий, поскольку озоноразрушающие химические вещества постепенно выводятся из употребления во всем мире. Это происходит с тех пор, как вступил в силу Монреальский протокол, положивший начало поэтапному отказу от использования таких веществ, как хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и гидрофторуглероды (ГФУ), наносящие вред озоновому слою. По прогнозам ученых, к 2040 году озоновый слой восстановится до уровня 1980 года для большей части мира. Для полярных районов сроки восстановления больше: 2045 год — для Арктики и 2066 год — для Антарктики», — резюмировал Григорий Гусев.
