ЧТО ТАКОЕ ОЗОНОВЫЕ ДЫРЫ
Озон — это газообразное вещество, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода — О. Молекула обычного атмосферного кислорода, которым мы дышим, содержит два атома — О2, а озон три — 03! Откуда берётся озон? Механизм образования озона открыл английский геофизик Сидни Чепмен семьдесят с лишним лет назад. Суть его в том, что на высотах 20 — 45 км под действием солнечного ультрафиолета молекулы кислорода О2 распадаются на отдельные атомы. Образовавшиеся атомы не могут существовать в одиночку и быстро прилипают
Озоновый слой
Прежде всего, давайте уточним: дыра образуется не во всей атмосфере, а лишь в одном из её слоев — собственно, озоновом. Что это за слой?
О том, что атмосфера нашей планеты «слоёная», знает, наверное, каждый. Нижний слой, 17 километров в высоту, — тропосфера. В ней формируется погода. Второй слой, от 17 до 48 километров, — стратосфера. Далее идут мезосфера, термосфера, экзосфера, но сегодня нас интересует именно стратосфера. Ведь в самой её середине, где-то между 19-м и 35-м километрами, и находится озоновый слой, где не дуют ветры, а воздух тёплый. Тёплым его и делает озон. по одной к целым молекулам кислорода. Вот и получается озон О3.
Вместе с тем, более высокие слои атмосферы подвержены такому сильному воздействию солнечного ультрафиолета, что там распадаются молекулы всех газов. В том числе и только что образовавшегося озона. Однако разрушается он не полностью — часть озона, который в 1,62 раза тяжелей воздуха, опускается ниже — в стратосферу. Там молекулы озона создают слой повышенной концентрации — озоновый.
Озоновый слой появился в атмосфере не сразу, а лишь после того, как в ней накопилось достаточное количество кислорода.
В период позднего протерозоя — примерно 620 миллионов лет назад — его набралось столько, что он стал проявлять своё главное свойство: поглощать 90%коротковолновой ультрафиолетовой радиации, поступающей от Солнца. Если бы все солнечные лучи, падая на Землю, достигали её поверхности, то растениям и животным не поздоровилось бы. Лишь благодаря озону, поглощающему большую часть ультрафиолета, жизнь смогла выбраться из океанов, и возникли млекопитающие. В том числе и человек.
В 1985 году британские учёные обнаружили в атмосфере над Антарктидой гигантскую озоновую дыру диаметром свыше 1000 километров и площадью около 9 миллионов квадратных километров! С той поры выяснилось, что дыра появляется каждый август, наводя ужас на человечество, а в декабре или январе исчезает, как будто её никогда и не было... Зато над Северным полушарием в Арктике в это время образуется другая дыра меньших размеров. Почему они появляются и потом исчезают?
Почему озон разрушается?
Как мы уже выяснили, отсутствие ультрафиолетового излучения способствует сохранению озона. То есть ночью его содержание в атмосфере практически не меняется. Потому он и накапливается в стратосфере Антарктики и Арктики во время их полярных зим. А едва над горизонтом появляется солнце — процессы образования и разрушения начинаются вновь.
При этом происходят и более сложные химические процессы, в которые включаются не только ультрафиолет и кислород, но и другие молекулы — прежде всего хлора. Когда солнце прячется и начинается долгая полярная ночь, происходит резкое падение температуры и образуются высокие стратосферные облака из мельчайших кристалликов льда. Появление этих кристалликов вызывает химические реакции, приводящие к накоплению молекул хлора. Когда же приходит антарктическая весна, ультрафиолетовые лучи разрушают молекулы хлора, которые, как и кислород, состоят из двух атомов. И в атмосферу устремляется поток атомов хлора. Хлор — главный враг озона!
Каждая молекула хлора разрушает миллион молекул озона. Озон начинает исчезать из атмосферы над Антарктидой (так же, как и над Арктикой), образуя озоновую дыру. Однако с потеплением антарктические вихри разрушаются, свежий воздух (содержащий новый озон) устремляется в этот район, и дыра исчезает.
Между прочим, прошедшей осенью площадь озоновой дыры над Антарктикой была самой маленькой за последнее десятилетие: всего 21,2 миллиона квадратных километров. Специалисты Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) утверждают также, что содержание озона в стратосфере перестало снижаться с 1998 года, и, по прогнозам учёных, к 2050 — 2075 годам может вернуться к уровням, фиксировавшимся до 1980года.
Встречаются ли дыры в других районах?
Как мы теперь поняли, озоновая дыра — это вовсе не полное исчезновение озона. Они возникают не только над полюсами, но и в других местах: к примеру, весной 1998 года над Якутией — на высоте 20 километров — содержание озона в атмосфере уменьшилось на 45%.
Обычно озоновые дыры появляются в весенне-зимние периоды в тех местах, где характерны устойчивые антициклоны с повышенным атмосферным давлением. Солнца становится мало, зато активизируются воздушные массы, и озоновый слой над ними как бы развеивается. По этой причине именно Полярный круг (как северный, так и южный) с наступлением осени становится местом, где озоновая дыра может возникнуть очевиднее всего: здесь для неё наиболее благоприятные климатические условия. Летом же озоновые дыры резко сокращаются по площади или пропадают полностью.
Источники:
Загадки озоновой дыры //А почему. – 2013. - №1. – С. 4-5.
Вопросы и ответы. Что такое озоновые дыры? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://qq.by/2917-chto-takoe-ozonovye-dyry.html
Дыры в озоновом слое Земли – суть проблемы и методы ее разрешения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ozoneprogram.ru/ozon_sloi/ozon_dira/
Интересно о науке. Озоновые дыры [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://coolsci.ru/ozonovye-dyry/
Озоновая дыра //Элементы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://elementy.ru/trefil/21185
Озоновые дыры [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.moreprom.ru/article.php?id=29
Озоновые дыры //Интересная планета. Самые интересные места на Земле - [Электронный ресурс] Режим доступа: http://interest-planet.ru/blog/Antarctica/126.html
Озоновые дыры в озоновом слое атмосферы [Электронный ресурс] Режим доступа: http://vsempomogu.ru/ecolog/252-9.html
Озоновые дыры – что это такое и какой вред они наносят экологии планеты? //Береги жизнь [Электронный ресурс] Режим доступа: http://xn----9sbghaihfc5cza6m.xn--p1ai/16/3/3/