Озоновая дыра

Озоновая дыра – локальное атмосферное явление, приуроченное к полюсам Земли, которое возникает при падении концентрации озона в озоновом слое в весеннее время года, когда накопленный в стратосфере за долгую полярную ночь молекулярный хлор начинает под действием солнечного излучения распадаться на атомы и активно разрушать озон, превращая его в кислород.

Молекула озона (O₃) отличается от обычной молекулы кислорода (O₂) тем, что состоит не из двух, а из трех атомов кислорода, соединенных друг с другом. В атмосфере озон сконцентрирован в так называемом озоновом слое, на высоте примерно 30 км в пределах стратосферы. В этом слое происходит поглощение ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, - иначе солнечная радиация сделала бы невозможным существование жизни на Земле в современном ее облике.

В 1985 году британские ученые, работавшие на Южном полюсе, обнаружили, что во время антарктической весны уровень озона в атмосфере там значительно ниже нормы. Ежегодно в одно и то же время количество озона уменьшалось, когда больше, когда меньше, но тенденция была очевидной. Подобные, но не столь ярко выраженные озоновые дыры появлялись также над Северным полюсом - во время арктической весны. Слово "дыра" не совсем применимо к этому явлению, ведь полностью озоновый слой не исчезает никогда, хотя и становится тоньше.

В последующие годы ученые выяснили, отчего появляется озоновая дыра. Когда солнце прячется и начинается долгая полярная ночь, происходит резкое падение температуры, и образуются высокие стратосферные облака, содержащие кристаллики льда. Появление этих кристалликов вызывает серию сложных химических реакций, приводящих к накоплению молекулярного хлора (молекула хлора состоит из двух соединенных атомов хлора). Когда появляется солнце и начинается антарктическая весна, под действием ультрафиолетовых лучей происходит разрыв внутримолекулярных связей, и в атмосферу устремляется поток атомов хлора. Эти атомы выступают в роли катализаторов реакций превращения озона в простой кислород, протекающих по следующей двойной схеме: Cl + O₃ -> Cl_O + O₂ и ClO + O —> Cl + O₂

В результате этих реакций молекулы озона превращаются в молекулы кислорода, причем исходные атомы хлора остаются в свободном состоянии и снова участвуют в этом процессе (каждая молекула хлора разрушает миллион молекул озона до того, как они удалятся из атмосферы под действием других химических реакций). Вследствие этой цепочки превращений озон начинает исчезать из атмосферы над Антарктидой, образуя озоновую дыру. Однако вскоре, с потеплением, антарктические вихри разрушаются, свежий воздух (содержащий новый озон) устремляется в этот район, и дыра исчезает.

В 1987 году в Монреале состоялась Международная конференция, посвященная угрозе озоновому слою, на которой промышленно развитые страны договорились о сокращении, а в конечном итоге и о прекращении производства хлорфторуглеродов (ХФУ) - химических веществ, разрушающих озоновый слой. К 1992 году замена этих веществ на безопасные проходила так успешно, что было принято решение о полном их уничтожении к 1996 году. Сегодня ученые верят, что лет через пятьдесят озоновый слой восстановится полностью.

Подготовлено по материалам "Элементов"

версія українською

| 18.01.2008 16:41