Озоновые дыры: вопросы и ответы

Вопросы экологии заботят многих. К ним периодически возвращаются не только самые лютые активисты, но также политики, звезды, кинематограф и простые люди. Самыми обсуждаемыми явлениями с точки зрения проблем с экологии являются глобальное потепление и озоновые дыры. С первым все вроде понятно — поднялась температура, значит, потепление. А что там с дырами и почему они так называются?
Являются ли они вообще дырами и где они находятся? Что на них влияет и можно ли их ”зашить”? Правда ли, что они существуют, или все это большой обман? Как видите, только во вступлении я уже накидал больше вопросов, чем можно дать ответов. Но на какие-то из них ответы есть. Если вы не задумывались о том, что озоновый слой надо беречь, возможно, после прочтения этой статьи вы поменяете свое мнение. А заодно поймете, что не только какие-то там мистические корпорации влияют на его истощение, но и каждый из нас своими действиями и привычками.

Что такое озоновая дыра

Для начала давайте вообще разберемся с тем, что такое озонная дыра и дыра ли она на самом деле. Ведь это выражение сильно искажает реальное значение, но звучит круто.
Озоновой дырой называют локальное истощение озонового слоя, который покрывает нашу планету на высоте примерно 25 километров. Как таковой дыры там нет, есть именно истощение, уменьшение концентрации или толщины слоя. Но этого уже достаточно для того, чтобы привести к неприятным последствиям в этой области.
Для измерения озонового слоя принято пользоваться единицей измерения, которая называется ”единицей Добсона”. Одна такая единица ровняется слою озона 10 мкм. Толщина озонового слоя над поверхностью земли отличается в разных местах, но дырами принято называть те места, где содержание озона падает до 220 единиц Добсона.

Как видим, настоящих дыр в этих местах нет, но так проще говорить, чем называть это ”локальным истощение озонового слоя”, согласитесь.
Самая большая озоновая дыра находится над Антарктидой и ее площадь по состоянию на 2019 год составляла 23 миллиона квадратных километров. При этом ее площадь не постоянна и не растет в одном направлении. В течение последних 30 лет она менялась от 12 до 27 миллионов квадратных километров.

Для чего нужен озоновый слой

Многие спрашивают, а можно ли жить без озонового слоя. Конечно, можно, но не на нашей планете и не нашему виду.
Озоновый слой состоит из озона, как не сложно догадаться. Это газ, который состоит из молекул, включающих в себя три атома кислорода. Озон образуется при воздействии ультрафиолета в верхних слоях атмосферы на молекулярный кислород.
Существование этого слоя помогает нам защищаться от воздействия ультрафиолетового излучения. Получается, оно его создает и само же им останавливается. Конечно, часть проходит дальше, но она нам только на пользу. Как говорится, все хорошо в меру.

Озоновый слой появился на Земле после начала процесса фотосинтеза. Произошло это примерно 600 миллионов лет назад и позволило живым существам выйти из воды на сушу. Только после этого на ней стало относительно безопасно.
Если вдруг озоновый слой исчезнет, на Землю обрушится огромное количество солнечного излучения и мы будем относиться к нему уже не как к чему-то приятному, летнему и легкому. Оно просто убьет все живое. Некоторые формы жизни сохранятся, пожалуй, только в воде. И то не факт. Например, повышенный поток ультрафиолетовой солнечной радиации, проникающий в океан, приводит к гибели его обитателей, живущих у поверхности. Так что озоновый слой наш друг и его надо беречь, чтобы не допустить по-настоящему страшных последствий.

Как образуются озоновые дыры

Если смотреть широко, то есть две причины образования озоновых дыр — естественные и антропогенные (вызванные деятельностью человека). То есть не только мы влияем на то, каким будет наш озоновый слой, но наш вклад все равно существенен. Впрочем, есть теория, что это не так, но о ней я расскажу чуть позже. Пока же взвесим все за и против классической научной теории.
Если говорить о деятельности человека, то самое большое воздействие на озоновый слой оказывают химические соединения, которые попадают в воздух и вступают в реакцию с этим газом. Наибольшая концентрация таких веществ собирается в районе полюсов, поэтому именно там толщина озонового слоя наименьшая.
Среди соединений, которые разрушают озоновый слой, есть те, которые имеют органическое и химическое происхождение. Основные вещества, которые вносят свой негативный вклад, это водород, бром, кислород и особенно хлор. Так же вредны их соединения, так как они тоже вступают в реакцию с озоном. Катализатором часто выступает ультрафиолет, которого на такой высоте всегда хватает.

Что делается для защиты озонового слоя

Самое сильное влияние на озон оказывают галогенированные углеводороды. Они очень широко применялись в промышленности десятки лет, пока проблема не была выявлена и в 1989 году не была подписана Монреальская конвенция. Сначала она обязывала страны принять все необходимые меры по защите озонового слоя, но не говорила ничего конкретного. Позже появились рекомендации по сокращению использования хлорфторуглеродов — разновидности фреонов на основе метанового, этанового и пропанового рядов.
Эти соединения широко использовались в аэрозольных баллонах, растворителях и другой химии. Они очень быстро испарялись и достигали стратосферы, разлагаясь на компоненты и разрушая озоновый слой.
Конечно, некоторые компании, которые являлись лидерами по производству такой химии очень не хотели терять большую часть бизнеса. Например, DuPont потратила миллионы долларов на компанию в прессе, которая доказывала всем, что проблема преувеличена. Но постепенно отказ от вредных компонентов все же произошел и пару лет назад ООН даже дала свой обнадеживающий прогноз. Проблема в том, что концентрация фреонов в атмосфере пока слишком высокая и надо подождать, пока он выйдет из нее. Некоторые ученые даже говорят, что отдельные виды соединений имеют срок жизни в сотни лет, а значит о полном ”исцелении” говорить пока рано.

Можно ли восстановить озоновый слой

Так как озон в атмосфере это не нефть, которая образуется миллионами лет, а результат физико-химической реакции, он может восстанавливаться, при том достаточно быстро.
В заявлении ООН говорится, что вследствие сокращения использования некоторых химических соединений, озоновый слой начал восстанавливаться. Организация даже дала прогноз, что полное восстановление концентрации озона в атмосфере произойдет примерно через 40 лет.
Это хорошая новость, но такой благоприятный прогноз не означает, что надо расслабиться и снова начать применять любую химию. Чтобы закрепить результат, разрабатываются специальные программы по сокращению выброса и использования вредных соединений. А так же все новые наработки контролируются на предмет соответствия принятым нормам.

Может ли исчезнуть озоновая дыра

Озоновая дыра не просто может исчезнуть, а постоянно делает это. Это связано с некоторыми природными явлениями и даже климатическими особенностями.
Например, я уже сказал, что озон образуется в результате воздействия кислорода с ультрафиолетом. Значит во время полярной ночи он просто не может образоваться, так как солнце ”не восходит” несколько месяцев. В этом случае концентрация озона в атмосфере локально падает, но во время полярного дня восстанавливается.

Некоторые дыры могут быть связаны с активностью Солнца или другим воздействием. В результате этого они появляются и пропадают. Иногда это занимает несколько дней, реже растягивается на несколько месяцев. Особенно, если это происходит не рядом с полюсами, где, как я уже говорил, высока концентрация химических соединений, которые постоянно разрушают озоновый слой.

Когда изобрели фреон

Получается, что основным виновником того, что пришлось принимать экстренные меры, является фреон? В некотором роде, если верить основной теории, это так. Можно даже сказать больше — у виновника озоновых дыр есть конкретное имя. Это имя Уиллис Хэвиленд Кэрриер. Именно он разработал первый кондиционер в 1902 году для осушения воздуха в типографии Бруклина.
Тот кондиционер на самом деле работал не на фреоне, а на аммиаке, как и появившийся в 1910 году первый холодильник, вот только именно они привели к массовому использованию новых соединений.
Со временем кондиционеры развивались и даже стали массовыми. Первые компактные модели для коммерческого использования появились в 1929 году а лидером стала компания Томаса Эдисона — General Electric.
Несмотря на то, что аммиак, который применялся в кондиционерах, в целом был не так опасен, как может показаться на первый взгляд, риски все равно были. Сам аммиак широко применяется в природе и даже синтезируется в организме человека, но его высокие концентрации могут приводить к смерти. Мастера того времени и технологии производства компонентов не могли снизить до нуля риск утечки, поэтому от аммиака начали постепенно отказываться, заменив его фреоном.
Фреон считался безопасным для человека хладагентом, а его разработку незадолго до начала Великой депрессии начали компании General Motors и DuPont. Впервые это соединение было синтезировано в 1928 году Томасом Миджли-младшим из дочерней компании General Motors. Это вещество и назвали ”фреон”.

Томас Миджли-младший умер в 55 лет. Он заболел и потерял подвижность, но сделал для себя систему передвижения. В 1944 году он запутался в ней и задохнулся.
В 1903 году General Motors и DuPont основали компанию Kinetic Chemical Company. Она-то и занималась производством фреона. Патент на фреон принадлежит компании Frigidaire, в которой работал Томас Миджли-младший.
На презентации нового вещества его изобретатель, Томас Миджли-младший, вдыхал газ, а потом выдыхал его не свечу. Тем самым он показывал, что газ безопасен для человека и он не горит.
Это привело к настоящему буму производства бытовых холодильников и кондиционеров. Позже фреон начал проникать и в другие сферы производства, но после того, как поняли, что он еще опаснее аммиака, начали возвращаться к последнему.

Правда ли, что озоновые дыры существуют

А теперь давайте обсудим ту самую альтернативную теорию, которая, как обычно, построена на теории заговора. В конце концов исключать ее нельзя, особенно учитывая, что некоторые ее составляющие звучат очень логично и даже не противоречат научной теории. Просто они ее немного иначе интерпретируют.
Многие считают, что вредного воздействия фреона просто не существует. А нагнетание паники связано только с тем, чтобы лишить индустриально развитые страны, вроде Китая, доступа к дешевому сырью. Ведь именно фреон стоит очень недорого, но решает массу проблем на многих предприятиях.
В пользу этой теории свидетельствует и то, что озоновый слой слишком толстый, чтобы на него можно было как-то повлиять. Даже приводятся мнения ученых, которые говорят, что вредные для озонового слоя соединения не могут подниматься на высоту больше 2-3 километров. Но даже на этой высоте их концентрация незначительна.

Так же сторонники этой теории утверждают, что если убрать весь озон из атмосферы, ему понадобится буквально несколько минут на то, чтобы образоваться заново, ведь солнечные лучи продолжают попадать на Землю и расщепление в стратосфере кислорода на атомы будет продолжаться. Правда, не понятно, как в этом случае за несколько минут озоновый слой образуется на всей Земле, если половина ее не получает солнечных лучей, но это уже, наверное, частности. Оставим это на совести тех самых ученых.
А еще в качестве аргумента приводится то, что я говорил про полярную ночь. Мол, во время нее концентрация озона падает, но потом довольно быстро набирается.
Основное объяснение озоновой дыры над Антарктидой заключается в то, что там воздействие на озоновый слой оказывается магнитным полем Земли. Именно поэтому на полюсе она такая большая, а так как полюса в истории Земли постоянно перемещались, то и существование такой дыры является обычным делом.

Озоновая дыра — обман?

С одной стороны, можно относиться к таким рассуждениям как к полной ерунде, но некоторые доказательства в ней более-менее имеют смысл. Например, то, что полюса меняются местами. А еще, если предположить, что озоновую дыру над Антарктидой открыли через несколько десятилетий после начала использования фреона — до этого не было технической возможности — то доказать, что ее не было до этого, нельзя.

Я бы предложил относиться с изрядной долей скепсиса к обеим теориям, ведь они на самом деле не исключают друг друга. Есть еще теория, что весь разговор об озоновой дыре запустила компания, которая владела патентными правами на фреон. Эта теория утверждает, что патентные права закончились и ей надо было срочно найти способ запретить его, придумав что-то новое. Фреон, конечно, популярен, но не настолько, чтобы из-за него так масштабно ”впрягаться”.