Озоновый слой – это то, что защищает жизнь на нашей планете от вредного ультрафиолетового излучения. Однако человеческая деятельность повредила этот защитный слой стратосферы… Как это случилось и каково его состояние сейчас?
Поняв, что озоновому слою можно нанести непоправимый вред, человечество стало прикладывать усилия к его сохранению и за последние 30 лет сделало в этом определенные успехи, ограничив использование определенных химических веществ. Однако нам предстоит еще многое сделать для защиты и восстановления этого атмосферного щита, который находится в стратосфере примерно в 15-30 км над поверхностью Земли.
Атмосферный озон поглощает ультрафиолетовое излучение солнца, в частности вредные лучи типа UVB. Воздействие ультрафиолетового излучения может повышать риск развития рака кожи и катаракты, а также наносить ущерб растениям и морским экосистемам. Атмосферный озон иногда называют «хорошим» озоном из-за его защитной роли, и его не следует путать с тропосферным или приземным «плохим» озоном – ключевым компонентом загрязнения воздуха, который вызывает респираторные заболевания.
Озон (O3) – это высокореактивный газ, молекулы которого состоят из трех атомов кислорода. Его концентрация в атмосфере колеблется в зависимости от местности и времени года, но в целом она была стабильной до тех пор, пока в 1957 не начались глобальные изменения. Новаторские исследования, проведенные в 1970-х и 1980-х годах, выяснили, в чем была причина проблемы.
Угрозы озоновому слою
В 1974 году два химика из Калифорнийского университета в Ирвайне, Марио Молина и Шервуд Роуленд, опубликовали в газете «Nature» статью, в которой подробно описывались угрозы озоновому слою от хлорфторуглеродных (ХФУ) газов. В то время ХФУ обычно использовались в аэрозольных баллончиках и в качестве хладагентов во многих холодильниках. Достигая стратосферы, под воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей ХФУ разлагаются на вещества, в числе которых есть хлор.
Новаторское исследование, за которое Молина и Роуленд были удостоены Нобелевской премии 1995 года по химии, показало, что атмосфера обладает «способностью поглощать атомы хлора» в стратосфере.
По данным Агентства по охране окружающей среды США, один атом хлора может уничтожить более 100 000 молекул озона – и процесс уничтожения происходит гораздо быстрее, чем процесс восстановления.
Результаты исследования Молины и Роуленда были подтверждены в 1985 году, когда группа английских ученых обнаружила дыру в озоновом слое над Антарктидой, образование которой оказалось связано с ХФУ. Эта «дыра» является областью стратосферы с чрезвычайно низкими концентрациями озона, которая повторяется каждый год в начале весны в южном полушарии (с августа по октябрь).
Состояние озонового слоя сегодня
После признания вредного воздействия ХФУ и других озоноразрушающих веществ в 1987 году был составлен Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Протокол призывал к соглашению о поэтапном отказе от разрушающих озоновый слой веществ и был подписан всеми 197 странами-членами ООН. Без этого соглашения в одних только США, по оценкам, было бы зарегистрировано еще 280 миллионов случаев рака кожи, 1,5 миллиона случаев смерти от рака кожи и 45 миллионов катаракт, а также сейчас по всему миру могло бы быть как минимум на 25% жарче.
Более чем через 30 лет после подписания Монреальского протокола ученые НАСА зарегистрировали первое прямое доказательство того, что озоновый слой над Антарктидой восстанавливается из-за сокращения использования ХФУ: истощение озонового слоя в регионе уменьшилось на 20% с 2005 года. В конце 2018 года научные наблюдения ООН подтвердили, что озоновый слой восстанавливается и может быть полностью восстановлен в Северном полушарии к 2030-м году, в Южном полушарии к 2050-м году и в других полярных регионах к 2060-му году.
Однако по мере того, как продолжается мониторинг озонового слоя, обнаруживается, что процесс восстановления может быть не таким простым, как хотелось бы. Исследование, проведенное в начале 2018 года, показало, что с 1998 года содержание озона в нижнем слое стратосфере по каким-то причинам резко сократилось. Результаты другого исследования указали на возможные нарушения Монреальского протокола.
Мир все еще не полностью отказался от охлаждающих жидкостей, выделяющих вредные газы. Все еще используются некоторые заменители, которые менее вредны, но все-таки разрушительно влияют на озоновый слой. Развивающиеся страны нуждаются в финансировании Многостороннего фонда Монреальского протокола для отказа от наиболее широко используемого хладагента R-22. При этом хладагенты нового поколения – гидрофторуглероды (ГФУ) – не разрушают озон, но являются мощными парниковыми газами, которые задерживают тепло, способствуя изменению климата.
Хотя ГФУ составляют лишь небольшую долю выбросов по сравнению с диоксидом углерода и другими парниковыми газами, для регулирования их эффекта на потепление планеты в 2016 году к Монреальскому протоколу была добавлена Кигалийская поправка. Поправка, вступившая в силу в январе 2019 года, направлена на сокращение использования ГФУ более чем на 80% в течение следующих трех десятилетий. Тем временем компании и ученые работают над безопасными для климата альтернативами, включая новые охлаждающие жидкости и технологии, менее зависимые от химических веществ.
Вероника Кузьмина
Источник: National Geographic