Что случилось с дырой в озоновом слое?

Открытие озоновой дыры потрясло мир и побудило нации действовать. Десятилетия спустя, в чем проблема?

Барбара Пиньо, 10 ноября 2020 г., 22:15

(Фото: Сибирское искусство/Shutterstock)

Новостная рассылка

Подпишитесь на нашу рассылку по электронной почте, чтобы быть в курсе последних научных новостей

Почти 40 лет назад ученые обнаружили, что деятельность человека истощает озоновый слой и что над Антарктидой образовалась дыра. Эти отрезвляющие открытия объединили мир для решения экологических проблем всей жизни.

Десятилетия спустя озоновая дыра прошла долгий путь с тех пор, как в 1980-х годах она выглядела мрачно. Но это еще не повод для празднования. Политики и ученые все еще прилагают усилия для обеспечения защиты озона в атмосфере. В свете продолжающегося восстановления дыры, вот руководство о том, как образовалась дыра, о скоординированных усилиях по ее устранению и о том, может ли она когда-либо измениться к худшему.

Ведь что такое озон?

Озон или трикислород — это высокореактивный газ, состоящий из трех атомов кислорода. Вы можете найти некоторое количество озона у поверхности Земли, но большая его часть сосредоточена в стратосфере Земли. На уровне земли озон представляет собой ядовитую молекулу для человека и может повредить легкие при вдыхании. Тем не менее, это важный и защитный элемент на высоте 31 миля над землей.

На уровне стратосферы он соединяется с другими молекулами озона в оболочке, известной как озоновый слой. Эти молекулы озона поглощают УФ-излучение, действуя как солнцезащитный крем для жизни на Земле. В 1960-х и 1970-х годах исследователи начали обнаруживать, что некоторые вещества, особенно промышленные химикаты искусственного происхождения, разрушают молекулы озона. Эти вещества разрушают молекулы озона, отрывая один из атомов кислорода.Со временем эти реакции могут сделать озоновый слой менее стабильным.

В 1985 году об этой угрозе стало известно общественности. Ученый Джозеф С. Фарман и его коллеги обнаружили, что атмосферный озон над Антарктидой уменьшился на 40 процентов. Определенные антропогенные вещества достигли стратосферы и разрушили озоновый слой до точки истощения, создав чрезвычайно тонкую секцию, широко известную как озоновая дыра. Дыра образовалась на Южном полюсе из-за уникальных метеорологических и химических условий региона.

Что вызвало озоновую дыру?

Ученые определили выбросы некоторых газов, содержащих озоноразрушающие вещества, как основной источник проблемы. ХФУ, сокращение от хлорфторуглеродов, являются одними из самых вредных газов для озонового слоя. ХФУ содержат хлор — соединение, которое отлично подходит для уничтожения бактерий в плавательных бассейнах, а в газообразной форме вредно для озонового слоя.

ХФУ широко использовались в предыдущие десятилетия, пик их применения пришелся на конец 1980-х годов. Многие холодильники, кондиционеры и пенообразователи раньше выбрасывали в атмосферу опасные уровни газообразного хлора. Как только хлор достигает озонового слоя, ультрафиолетовое излучение солнца превращает его в реактивное вещество, которое затем разрушает молекулы озона. Другие соединения, такие как бром, также сыграли свою роль в истощении озонового слоя.

Несмотря на то, что уровни этих веществ в атмосфере с годами резко сократились, озоновая дыра полностью восстановится только в ближайшие десятилетия.

Почему озоновая дыра была проблемой?

Истончение озонового слоя представляет опасность для здоровья человека. Это потому, что больше ультрафиолетовых лучей солнца может пройти через этот слой и достичь поверхности Земли. Избыток УФ-излучения вызывает особую тревогу, так как может вызвать рак кожи и катаракту. Излучение UVB также может нанести вред морской флоре и фауне и снизить урожайность риса, пшеницы и сои.

Воздействие ХФУ может выходить за пределы озонового слоя.ХФУ являются мощными парниковыми газами и могут оказывать более широкое влияние на последствия изменения климата. ХФУ обнаруживаются в относительной концентрации в атмосфере по сравнению с углекислым газом, поэтому они считаются второстепенными участниками глобального потепления.

Хотя кажется, что ХФУ не вызывают глобального потепления, с региональным потеплением возникает другая картина. Недавние исследования показали, что эти же газы ускорили потепление в Арктике, способствуя повышению уровня моря и потеплению поверхности на Северном полюсе.

Что помогло исправить истончение озонового слоя?

Устранение озоновой дыры — это вопрос обеспечения того, чтобы никакие озоноразрушающие газы не достигали стратосферы. В 1987 году Организация Объединенных Наций приняла Монреальский протокол для регулирования количества этих газов в атмосфере. Монреальский протокол был подписан 197 странами и является единственным договором ООН в истории, который получил всеобщую ратификацию.

Со временем протокол был обновлен, чтобы включить больше веществ, которые могут нанести вред озоновому слою и климату. Например, в 2016 году гидрофторуглероды были добавлены в список контролируемых веществ, поскольку эти газы были идентифицированы как сильнодействующие парниковые газы. Договор считается одним из самых успешных протоколов по решению экологических проблем, вызванных деятельностью человека.

Озоновая дыра устранена?

Да и нет. В результате Монреальского протокола концентрация озоноразрушающих газов в атмосфере значительно снизилась. Но, по словам Лауры Ревелл, профессора физики окружающей среды Кентерберийского университета, проблема еще не решена. «Пока озоновая дыра продолжает образовываться каждую зиму и весну, я не думаю, что мы можем сказать, что проблема решена. Нам нужно продолжать следить за озоновым слоем, чтобы убедиться, что он восстанавливается после воздействия ХФУ», — говорит она.

Хотя газы были запрещены, они не исчезли навсегда.Стивен Монцка, химик-исследователь из Национального управления океанических и атмосферных исследований, говорит, что они обнаружили возможные незаконные фреоны в атмосфере. В 2018 году Монцка стал соавтором отчета в журнале Nature, в котором были показаны неожиданные уровни CFC-11, типа хлорфторуглеродов. Такая концентрация ХФУ-11, возможно, была результатом несанкционированного промышленного производства, противоречащего Монреальскому протоколу.

Дальнейшие исследования Монцки показали, что восстановление озоновой дыры может быть отложено из-за этих выбросов. Несмотря на это, Монцка не считает, что озоновый слой подвергается значительному риску из-за фреонов. «Повышенные уровни ХФУ-11, которые мы заметили в атмосфере, представляют собой количество, которое само по себе не причинит существенного дополнительного вреда озоновому слою, если эти уровни уменьшатся и быстро вернутся к [ожидаемым количествам]», — говорит он.

Поскольку страны продолжают соблюдать Монреальский протокол, климатические модели показывают, что уровни озона должны вернуться к стандартным показателям к концу 21 века. «Нам нужно проявлять бдительность в отношении соблюдения Монреальского протокола, поскольку даже одна страна, нарушающая правила, может существенно задержать восстановление озона», — говорит Ревелл.

• политика, касающаяся окружающей среды
• изменение климата
• личное здоровье