Was verursacht ein großes Ozonloch? Ozonlöcher sind „Kinder“ stratosphärischer Wirbel
Es ist kein Geheimnis, dass unser Planet Erde einzigartig ist Sonnensystem, da es der einzige Planet ist, auf dem Leben existiert. Und die Entstehung des Lebens auf der Erde war dank einer speziellen schützenden Ozonkugel möglich, die unseren Planeten in einer Höhe von 20 bis 50 km bedeckt. Was ist Ozon und warum wird es benötigt? Das Wort „Ozon“ selbst wird aus dem Griechischen mit „riechen“ übersetzt, denn es ist sein Geruch, den wir spüren können. Ozon ist ein blaues Gas, das aus dreiatomigen Molekülen besteht, im Wesentlichen noch konzentrierterem Sauerstoff. Die Bedeutung von Ozon ist enorm, denn es schützt die Erde vor schädlichen Auswirkungen ultraviolette Strahlung kommt von der Sonne. Leider wissen wir Menschen nicht zu schätzen, was die Natur (oder Gott) über Milliarden von Jahren geschaffen hat, und eine der Folgen zerstörerischer menschlicher Aktivitäten war die Entstehung von Ozonlöchern, über die wir im heutigen Artikel sprechen werden.
Was sind Ozonlöcher?
Lassen Sie uns zunächst das eigentliche Konzept eines „Ozonlochs“ definieren und was es ist. Tatsache ist, dass sich viele Menschen das Ozonloch fälschlicherweise als eine Art Loch in der Atmosphäre unseres Planeten vorstellen, als einen Ort, an dem die Ozonsphäre völlig fehlt. Tatsächlich stimmt das nicht ganz, es ist nicht so, dass es überhaupt nicht vorhanden wäre, es ist nur so, dass die Ozonkonzentration am Ort des Ozonlochs um ein Vielfaches niedriger ist, als sie sein sollte. Dadurch können ultraviolette Strahlen leichter die Erdoberfläche erreichen und gerade in den Bereichen von Ozonlöchern ihre zerstörerische Wirkung entfalten.
Wo sind die Ozonlöcher?
Nun, in diesem Fall wird die natürliche Frage nach der Lage der Ozonlöcher sein. Das erste Ozonloch der Geschichte wurde 1985 über der Antarktis entdeckt; Wissenschaftlern zufolge betrug der Durchmesser dieses Ozonlochs 1000 km. Darüber hinaus weist dieses Ozonloch ein sehr seltsames Verhalten auf: Es erscheint jedes Mal im August und verschwindet zu Beginn des Winters, um dann im August wieder aufzutauchen.
Wenig später wurde über der Arktis ein weiteres, wenn auch kleineres Ozonloch entdeckt. Heutzutage wurden viele kleine Ozonlöcher an verschiedenen Orten entdeckt, aber das Ozonloch über der Antarktis steht hinsichtlich der Größe an erster Stelle.
Foto des Ozonlochs über der Antarktis.
Wie entstehen Ozonlöcher?
Tatsache ist, dass sich an den Polen aufgrund der dort niedrigen Temperaturen stratosphärische Wolken bilden, die Eiskristalle enthalten. Wenn diese Wolken mit molekularem Chlor in Kontakt kommen, das in die Atmosphäre gelangt, kommt es zu einer ganzen Reihe von Chlorereignissen, die zur Zerstörung von Ozonmolekülen führen und deren Menge in der Atmosphäre verringern. Dadurch entsteht ein Ozonloch.
Ursachen für Ozonlöcher
Was sind die Ursachen für Ozonlöcher? Für dieses Phänomen gibt es mehrere Gründe, der wichtigste davon ist die Umweltverschmutzung. Umfeld. Viele Fabriken, Fabriken und rauchgasbefeuerte Wärmekraftwerke emittieren in die Atmosphäre, darunter auch das unglückliche Chlor, das bereits eindringt chemische Reaktionen, macht einen Boom in der Atmosphäre.
Auch die Entstehung von Ozonlöchern war maßgeblich daran beteiligt Atomtests im letzten Jahrhundert durchgeführt. Bei nukleare Explosionen In die Atmosphäre gelangen Stickoxide, die durch chemische Reaktionen mit Ozon diese ebenfalls zerstören.
Auch in Wolken fliegende Flugzeuge tragen zur Entstehung von Ozonlöchern bei, da bei jedem ihrer Flüge das gleiche Stickoxid in die Atmosphäre freigesetzt wird, das unseren schützenden Ozonball zerstört.
Folgen von Ozonlöchern
Die Folgen der Ausbreitung von Ozonlöchern sind natürlich nicht die rosigsten – durch die erhöhte ultraviolette Strahlung kann die Zahl der Menschen mit Hautkrebs zunehmen. Darüber hinaus nimmt die allgemeine Immunität einer Person ab, was zu vielen anderen Krankheiten führt. Allerdings von der verbesserten UV-Strahlung Durch das Ozonloch können nicht nur Menschen leiden, sondern beispielsweise auch Anwohner obere Schichten Ozean: Garnelen, Krabben, Algen. Warum sind Ozonlöcher für sie gefährlich? Immer noch die gleichen Probleme mit der Immunität.
Wie man mit Ozonlöchern umgeht
Wissenschaftler haben die folgende Lösung für das Problem der Ozonlöcher vorgeschlagen:
- Beginnen Sie mit der Regulierung ozonschädigender Emissionen chemische Elemente in der Atmosphäre.
- Beginnen Sie mit der individuellen Wiederherstellung der Ozonmenge an der Stelle, an der sich Ozonlöcher befinden. Dazu sprühen Flugzeuge in einer Höhe von 12 bis 30 km Ozon in Stücken in die Atmosphäre. Der Nachteil dieser Methode besteht in den erheblichen wirtschaftlichen Kosten und es muss gleichzeitig eine erhebliche Menge Ozon in die Atmosphäre gesprüht werden moderne Technologien, leider unmöglich.
Ozonlöcher, Video
Und zum Schluss noch eine interessante Dokumentation über Ozonlöcher.
Vor etwa vierzig Jahren wurde erstmals festgestellt, dass die Ozonschicht in der Erdatmosphäre abzunehmen begann. Die ersten, die dies bemerkten, waren englische Wissenschaftler, die an einer Forschungsbasis in der Antarktis arbeiteten. Sie fanden heraus, dass sich die Ozonschicht über der Station Hally Bay fast halbiert hatte! Während mögliche Gründe Da dieses Phänomen noch nicht untersucht wurde, konnten die Wissenschaftler nur die Entwicklung der Situation beobachten. Und die Ergebnisse gefielen ihnen überhaupt nicht – die Ozonlöcher schlossen sich nicht nur nicht, sondern breiteten sich sogar weit über den Südpol hinaus aus. So erschienen Informationen über eine neue globale Katastrophe.
Was genau sind Ozonlöcher?
Ozon ist ein Gas, das durch ultraviolette Strahlung der Sonne aus Sauerstoff entsteht. Es verhindert wiederum den Durchgang dieser Strahlung, deren Wirkung für alle lebenden Organismen zerstörerisch ist. Eine Schicht dieses Gases befindet sich in einer Höhe von etwa zwanzig Kilometern über der Oberfläche und schützt den Planeten vor negativer Einfluss Solarenergie. Ozonlöcher sind Orte, an denen die Gasdicke aus irgendeinem Grund abnimmt. Zu diesem Zeitpunkt reicht es noch aus, ultraviolette Strahlung zu blockieren, aber wenn die Menschheit nichts unternimmt, um die Situation zu ändern, wird der Abbau der Ozonschicht nach einiger Zeit dazu führen, dass schädliche Strahlung leicht in die Atmosphäre eindringen kann und dann Die Existenz von Leben auf der Erde wird einfach unmöglich. Unmöglich.
Warum entstehen Ozonlöcher?
Weltraumforschung
Und doch bleibt trotz der Vielzahl möglicher Versionen die wahrscheinlichste anthropogen. Immerhin gab es Mitte des letzten Jahrhunderts zahlreiche Starts Weltraumraketen, die beim Abheben jeweils ein „Loch“ in der Atmosphäre hinterließen und die Ozonschicht durchbrachen. In nur dreißig Jahren der Weltraumforschung wurden 30 % der Schutzbarriere der Erde, die sich über vier Milliarden Jahre gebildet hatte, zerstört!
Freon
Freon, das sowohl im Alltag als auch in der Industrie weit verbreitet ist, ist eine destruktive Substanz für Ozon. Es war in fast allen Benzinkanistern des letzten Jahrhunderts enthalten: in Haarsprays, Parfüms, Deodorants, Feuerlöschern. Es war sogar in Kühlschränken und Klimaanlagen! Es ist nicht verwunderlich, dass von Tag zu Tag mehr Ozonlöcher entstanden und die Schutzschicht immer dünner wurde.
Lösungen
Auch heute noch ist das Problem akut und relevant. Es wurden zahlreiche Vereinbarungen getroffen, nach denen die Verwendung von für die Ozonschicht schädlichen Stoffen in Produktion und Industrie verboten ist. Doch damit nicht genug, denn es geht nicht nur darum, die Zerstörung des Ozons zu stoppen, sondern auch darum, es wiederherzustellen. Aber dieses Problem ist noch nicht gelöst.
Ein Ozonloch ist ein lokaler Abfall der Ozonkonzentration in der Ozonschicht der Erde. Ursprünglich vermuteten Experten, dass sich die Ozonkonzentration aufgrund der Partikel, die bei jeder Atomexplosion freigesetzt werden, tendenziell ändert.
Die Schuldigen für das Auftreten von Ozonlöchern in der Erdatmosphäre lange Zeit gelten als Höhenflüge von Flugzeugen und Raumfahrzeugen.
Zahlreiche Studien und Experimente haben jedoch gezeigt, dass die Ozonwerte aufgrund bestimmter natürlich vorkommender stickstoffhaltiger Luftschadstoffe qualitativ variieren können.
Die Hauptursachen für Ozonlöcher
Es ist seit langem bekannt, dass sich der Großteil des natürlichen Ozons in einer Höhe von 15 bis 50 Kilometern über der Erdoberfläche befindet – in der Stratosphäre. Ozon bietet den größten Nutzen, da es eine beträchtliche Menge ultravioletter Strahlung absorbiert Sonnenstrahlung, was andernfalls für lebende Organismen auf unserem Planeten zerstörerisch wäre. Ein Rückgang der Ozonkonzentration an einem bestimmten Ort kann auf zwei Arten von Luftverschmutzung zurückzuführen sein. Diese beinhalten:
- Natürliche Prozesse, die Luftverschmutzung verursachen.
- Anthropogene Verschmutzung der Erdatmosphäre.
Im Erdmantel finden ständig Entgasungsprozesse statt, bei denen eine Vielzahl organischer Verbindungen freigesetzt werden. Schlammvulkane und hydrothermale Quellen können diese Art von Gasen erzeugen.
Darüber hinaus gibt es in der Erdkruste bestimmte Gase, die sich in freiem Zustand befinden. Einige von ihnen können durch Risse an die Erdoberfläche gelangen Erdkruste in die Atmosphäre diffundieren. Daher enthält die Bodenluft über Öl- und Gasbecken häufig Luft erhöhtes Niveau Methan Diese Arten von Verschmutzung können als natürlich eingestuft werden – sie treten im Zusammenhang mit Naturphänomenen auf.
Vom Menschen verursachte Luftverschmutzung kann durch Weltraumraketenstarts und Überschalldüsenflüge verursacht werden. Auch große Menge Bei der Gewinnung und Verarbeitung zahlreicher Mineralien aus dem Erdinneren werden eine Vielzahl chemischer Verbindungen in die Atmosphäre freigesetzt.
Auch große Industriestädte, die einzigartige anthropogene Quellen darstellen, spielen eine bedeutende Rolle bei der Luftverschmutzung. Die Luftmassen in solchen Gebieten werden durch den umfangreichen Straßenverkehr sowie durch Emissionen verschiedener Industrieunternehmen verschmutzt.
Die Geschichte der Entdeckung von Ozonlöchern in der Atmosphäre
Das Ozonloch wurde erstmals 1985 von einer Gruppe britischer Wissenschaftler unter der Leitung von Joe Farman entdeckt. Der Durchmesser des Lochs betrug mehr als 1000 Kilometer und es befand sich oberhalb der Antarktis – auf der Südhalbkugel. Dieses jährlich im August auftretende Ozonloch verschwand zwischen Dezember und Januar.
Das Jahr 1992 war für Wissenschaftler von der Tatsache geprägt, dass sich über der Nordhalbkugel in der Antarktis ein weiteres Ozonloch mit viel kleinerem Durchmesser gebildet hatte. Und im Jahr 2008 erreichte der Durchmesser des ersten in der Antarktis entdeckten Ozonphänomens seine maximale Rekordgröße – 27 Millionen Quadratkilometer.
Mögliche Folgen der Ausbreitung von Ozonlöchern
Da die Ozonschicht die Oberfläche unseres Planeten vor übermäßiger ultravioletter Sonnenstrahlung schützen soll, können Ozonlöcher als ein wirklich gefährliches Phänomen für lebende Organismen angesehen werden. Eine verringerte Ozonschicht erhöht den Fluss erheblich Sonnenstrahlung, was den starken Anstieg der Krebserkrankungen beeinflussen kann Hautkrankheiten. Das Auftreten von Ozonlöchern ist für Pflanzen und Tiere auf der Erde nicht weniger zerstörerisch.
Dank der öffentlichen Aufmerksamkeit wurde 1985 das Wiener Übereinkommen zum Schutz der Ozonschicht verabschiedet. Dann kam das sogenannte Montrealer Protokoll, das 1987 verabschiedet wurde und eine Liste der gefährlichsten Fluorchlorkohlenwasserstoffe festlegte. Gleichzeitig verpflichteten sich die Erzeugerländer dieser Luftschadstoffe, deren Freisetzung zu begrenzen und bis zum Jahr 2000 ganz zu stoppen.
Hypothesen über den natürlichen Ursprung des Ozonlochs
Doch russische Wissenschaftler haben eine Bestätigung der Hypothese über den natürlichen Ursprung des antarktischen Ozonlochs veröffentlicht. Im Jahr 1999 veröffentlichte NPO Typhoon an der Moskauer Staatsuniversität eine wissenschaftliche Arbeit, in der nach Berechnungen der Geophysiker A.P. Kapitsa und A.A. Gavrilova existierte das antarktische Ozonloch, bevor es 1982 durch direkte experimentelle Methoden entdeckt wurde, was laut russischen Wissenschaftlern die Hypothese des natürlichen Ursprungs des Ozonlochs über der Antarktis bestätigt.
Die Autoren davon wissenschaftliche Arbeit waren A.P. Kapitsa (korrespondierendes Mitglied der RAS) b A.A. Gavrilov (Moskau). Staatliche Universität). Diese beiden Wissenschaftler konnten feststellen, dass die Zahl der Fakten, die der anthropogenen Hypothese über die Entstehung des antarktischen Ozonlochs widersprechen, ständig zunimmt, und nachdem sie nachgewiesen hatten, dass die Daten ungewöhnlich niedrige Werte des Gesamtozongehalts in der Antarktis in den Jahren 1957-1959 enthielten Richtig sind, wurde deutlich, dass die Ursache der Ozonlöcher eine andere als die anthropogene ist.
Die Ergebnisse der Forschung von Kapitsa und Gavrilov wurden in Reports of the Academy of Sciences, 1999, Band 366, Nr. 4, S. 15 veröffentlicht. 543-546
Aus Sauerstoff unter dem Einfluss ultravioletter Strahlen. Die Erdatmosphäre verfügt in einer Höhe von etwa 25 Kilometern über eine Ozonschicht: Eine Schicht dieses Gases umschließt unseren Planeten dicht und schützt ihn vor hohen Konzentrationen ultravioletter Strahlung. Ohne dieses Gas hätte die intensive Strahlung alles Leben auf der Erde töten können.
Die Ozonschicht ist ziemlich dünn und kann den Planeten nicht vollständig vor dem Eindringen von Strahlung schützen, die sich nachteilig auf den Zustand auswirkt und Krankheiten verursacht. Doch lange reichte es aus, um die Erde vor Gefahren zu schützen.
In den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass es Bereiche in der Ozonschicht gibt, in denen der Gehalt dieses Gases stark reduziert ist – die sogenannten Ozonlöcher. Das erste Loch wurde von britischen Wissenschaftlern über der Antarktis entdeckt, sie waren erstaunt über das Ausmaß des Phänomens – ein Gebiet mit einem Durchmesser von mehr als tausend Kilometern hatte fast keine Schutzschicht und war stärkerer ultravioletter Strahlung ausgesetzt.
Später wurden weitere Ozonlöcher gefunden, zwar kleiner, aber nicht weniger gefährlich.
Ursachen der Ozonlochbildung
Der Mechanismus der Bildung der Ozonschicht in der Erdatmosphäre ist recht komplex und verschiedene Gründe können zu ihrer Störung führen. Zunächst schlugen Wissenschaftler viele Versionen vor: den Einfluss von Partikeln, die bei Atomexplosionen gebildet wurden, und die Auswirkungen des Ausbruchs des Vulkans El Chicon; es wurden sogar Meinungen über die Aktivitäten von Außerirdischen geäußert.
Die Gründe für den Abbau der Ozonschicht können der Mangel an Sonnenstrahlung, die Bildung von Stratosphärenwolken und Polarwirbeln sein, aber meistens sinkt die Konzentration dieses Gases aufgrund seiner Reaktionen mit verschiedene Substanzen, die sowohl natürlicher als auch anthropogener Natur sein kann. Moleküle werden unter dem Einfluss von Wasserstoff, Sauerstoff, Chlor zerstört. organische Verbindungen. Bisher können Wissenschaftler nicht eindeutig sagen, ob die Entstehung von Ozonlöchern hauptsächlich durch menschliche Aktivitäten verursacht wird oder ob sie natürlicher Natur ist.
Es ist erwiesen, dass beim Betrieb vieler Geräte freigesetzte Freone in mittleren und hohen Breiten zu Ozonverlusten führen, die Bildung polarer Ozonlöcher jedoch nicht beeinträchtigen.
Es ist wahrscheinlich, dass eine Kombination vieler menschlicher und natürlicher Faktoren zur Entstehung von Ozonlöchern geführt hat. Einerseits hat es zugenommen vulkanische Aktivität Andererseits haben die Menschen begonnen, die Natur zu stark zu beeinflussen – die Ozonschicht kann nicht nur durch die Freisetzung von Freon, sondern auch durch Kollisionen mit ausgefallenen Satelliten entstehen. Dank eines Rückgangs der Zahl ausbrechender Vulkane seit dem Ende des 20. Jahrhunderts und Einschränkungen beim Einsatz von Freonen begann sich die Situation leicht zu verbessern: Wissenschaftler registrierten kürzlich ein kleines Loch über der Antarktis. Eine genauere Untersuchung des Ozonabbaus wird es ermöglichen, die Entstehung dieser Gebiete zu verhindern.
IN letzten Jahren Wissenschaftler sind zunehmend besorgt über den Abbau der Ozonschicht in der Atmosphäre, die als Schutzschild gegen ultraviolette Strahlung fungiert. Die Gefahr besteht darin, dass ultraviolette Strahlung für lebende Organismen schädlich ist.
Unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung zerfallen Sauerstoffmoleküle in freie Atome, die sich wiederum mit anderen Sauerstoffmolekülen zu Ozon verbinden können. Freie Sauerstoffatome können auch mit Ozonmolekülen reagieren und zwei Sauerstoffmoleküle bilden. Dadurch wird ein Gleichgewicht zwischen Sauerstoff und Ozon hergestellt und aufrechterhalten.
Allerdings katalysieren (beschleunigen) Verschmutzungen wie Freone den Prozess der Ozonzersetzung und stören das Gleichgewicht zwischen Ozon und Sauerstoff, was zu einem Rückgang der Ozonkonzentration führt.
Angesichts der drohenden Gefahr für den Planeten hat die internationale Gemeinschaft den ersten Schritt zur Lösung dieses Problems unternommen. Es wurde ein internationales Abkommen unterzeichnet, wonach die Produktion von Freonen weltweit bis 1999 steigen wird. Sollte um etwa 50 % reduziert werden.
Ozon
Ozon (O3) ist ein aggressives Gas mit stark oxidierender Wirkung. Aus dem Griechischen übersetzt bedeutet Ozon „riechend“, da es einen stechenden, stechenden Geruch hat. Dieser Geruch kann nach einem Gewitter wahrgenommen werden.
Ozon entsteht in der Atmosphäre, wenn Sauerstoff energiereichen kurzwelligen ultravioletten Strahlen und elektrischen Entladungen ausgesetzt wird. Durch die hohe Energie wird Sauerstoff in einzelne Atome zerlegt, die sich mit molekularem Sauerstoff zu Ozon verbinden.
Ozonmoleküle sind sehr instabil und zersetzen sich leicht, daher ist diese Reaktion reversibel.
Die ökologische Rolle von Ozon ist zweifach.
Ozon entsteht an der Erdoberfläche als Bestandteil des photochemischen Smogs und ist äußerst schädlich, da es stark oxidierende Eigenschaften hat und die Schleimhäute der Augen und Atemwege reizt. An der Erdoberfläche entsteht Ozon bei Blitzentladungen und infolge photochemischer Reaktionen zwischen Stickoxiden und flüchtigen Kohlenwasserstoffen, die in Fahrzeugabgasen freigesetzt werden. Neben Ozon entsteht bei diesen Reaktionen auch Ozon ganze Zeile aggressive Substanzen. Sie sind außerdem starke Oxidationsmittel, reizend und einige von ihnen sind krebserregend. Die Kombination dieser Stoffe wird als photochemischer Smog bezeichnet.
Ozon entsteht in den oberen Schichten der Stratosphäre und bildet die Ozonschicht, die die Organismen der Erde vor der Einwirkung kurzwelliger ultravioletter Strahlen schützt. Die Reaktionen der Ozonsynthese verbrauchen bis zu 98 % der Energie der kurzwelligen ultravioletten Strahlen der Sonne, wodurch sie die Erdoberfläche nicht erreichen und keine schädlichen Auswirkungen auf den Körper haben. Aus diesem Grund wird die Ozonschicht als „Schutzschirm“ der Erde bezeichnet. Ohne sie könnte das Leben auf der Erdoberfläche nicht existieren.
Die Bildung der Ozonschicht wurde möglich, als die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre 1 % des aktuellen Niveaus erreichte. Das Aufkommen der Ozonschicht ermöglichte es dem Leben, das Land zu erreichen früheres Leben konnte nur im Ozean existieren.
Die Ozonschicht (Ozonosphäre) bedeckt den gesamten Globus und befindet sich in Höhen von 10 bis 50 km, wobei die maximale Ozonkonzentration in einer Höhe von 20 bis 25 km liegt. Die Sättigung der Atmosphäre mit Ozon ändert sich in jedem Teil des Planeten ständig und erreicht im Frühjahr in der Polarregion ihr Maximum.
Die Ozonschicht erfüllt in der Atmosphäre zwei wichtige Funktionen:
- Schützt Organismen vor den schädlichen Auswirkungen ultravioletter Strahlen Sonnenbrand, Hautkrebs, Katarakte (Trübung der Augenlinse), geschwächte Immunität;
- Bildet die Stratosphäre – eine Schicht der Atmosphäre, in der die Temperatur mit der Höhe zunimmt, was die Prozesse der Wetterbildung auf die Troposphäre beschränkt: Die oberen erhitzten Schichten der Atmosphäre verhindern den Aufstieg kälterer Oberflächenluft. Ohne die Ozonschicht würde die Temperatur der Atmosphäre mit der Höhe und allmählich abnehmen Temperaturregime Die Erde wäre völlig anders.
Ozonschichtabbau
Mitte der 1960er Jahre. Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass es Faktoren in der Atmosphäre gibt, die Ozon zerstören. Solche Faktoren sind freie Radikale aus Wasserdampf und Stickoxiden, die mit den Abgasen von Überschallflugzeugen in die Stratosphäre freigesetzt werden und aus den unteren Schichten der Troposphäre stammen.
1973 stellten die amerikanischen Chemiker F. Rowland und M. Molina fest, dass Ozon durch Fluorchlorkohlenwasserstoffe, sogenannte „Freonen“, zerstört wird. Für diese Entdeckung F. Rowland und M. Molina im Jahr 1996. der Nobelpreis wurde verliehen.
Im Jahr 1984 Eine Gruppe amerikanischer Wissenschaftler unter der Leitung von D. Farman veröffentlichte Daten aus in der Antarktis durchgeführten Forschungen. Sie zeigten, dass der Ozongehalt über der Antarktis im Frühjahr 1983 auf 40 % sank. Laut D. Farman „war der Himmel über der Antarktis buchstäblich leer und es war schrecklich“ (Rown Sh., 1993).
Der Rückgang der Ozonkonzentration über der Antarktis wird als „Ozonloch“ bezeichnet. Derzeit entspricht die Größe des „Lochs“ fast der Fläche dieses Kontinents.
Der starke Rückgang der Ozonkonzentration über der Antarktis lässt sich aus mehreren Gründen erklären:
- Ozonbildung ist nur in Gegenwart von ultravioletten Strahlen möglich; in der Polarnacht findet sie nicht statt;
- Niedrige Temperaturen tragen zur Bildung stratosphärischer Eiswolken über der Antarktis bei, deren Partikel die Reaktionen der Ozonzerstörung beschleunigen;
- Die Luftmassenzirkulation über der Antarktis weist einige Besonderheiten auf: Im Frühjahr bilden sich darüber aufsteigende Wirbelströme, die ozonarme Luft aus der Troposphäre in dieses Gebiet saugen und den Zustrom ozonreicher Luft aus mittleren Breiten verhindern.
Der Hauptgrund für den Rückgang der Ozonkonzentration über der Antarktis ist die Bildung darüber liegender Stratosphärenwolken aus Eis, auf deren Partikeln die Prozesse der Ozonzerstörung durch Chlor aktiviert werden.
Nach der Entdeckung des „Ozonlochs“ über der Antarktis, Wissenschaftliche Forschung den Einfluss der Ozonkonzentration in der Atmosphäre auf biologische Objekte zu untersuchen. Es wurde festgestellt, dass bei einer Abnahme der Ozonkonzentration um 1 % der Grad des Eindringens ultravioletter Strahlen in die Atmosphäre um 1,5 bis 2 % zunimmt. Dies trägt zu einem Anstieg der Inzidenz von Hautkrebs, Katarakten, verminderter Immunität von Organismen usw. bei.
Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass erhöhte Dosen ultravioletter Strahlung die Qualität des Saatguts, die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegen Dürre und Krankheiten, die Produktion von antarktischem Phytoplankton und das Überleben von Fischbrut verringern, was katastrophale Auswirkungen auf die weltweite Fischerei haben kann. Bei einer Reduzierung des atmosphärischen Ozons um 25 % könnte die Phytoplanktonproduktion um 35 % zurückgehen.
Seitdem haben Messungen einen weit verbreiteten Abbau der Ozonschicht auf praktisch dem gesamten Planeten bestätigt. In Russland beispielsweise ist die Konzentration der Ozonschicht in den letzten zehn Jahren um 4-6 % zurückgegangen Winterzeit und im Sommer um 3 %.
Derzeit wird der Abbau der Ozonschicht allgemein als ernsthafte Bedrohung für die globale Umweltsicherheit angesehen. Sinkende Ozonkonzentrationen schwächen die Fähigkeit der Atmosphäre, alles Leben auf der Erde vor starker ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung) zu schützen. Lebende Organismen sind sehr anfällig für ultraviolette Strahlung, da die Energie eines einzigen Photons dieser Strahlen ausreicht, um die chemischen Bindungen in den meisten organischen Molekülen zu zerstören. Es ist kein Zufall, dass es in Gebieten mit niedrigem Ozongehalt zahlreiche Sonnenbrände, eine Zunahme von Hautkrebs usw. gibt. Umweltwissenschaftlern zufolge wird beispielsweise in Russland bis 2030 die Abbaurate der Ozonschicht so hoch sein wie bisher Weiterhin werden weitere 6 Millionen Menschen an Hautkrebs erkranken. . Neben Hauterkrankungen ist die Entwicklung von Augenerkrankungen (Katarakt etc.) und Unterdrückung möglich Immunsystem usw.
Es wurde auch festgestellt, dass Pflanzen unter dem Einfluss starker ultravioletter Strahlung allmählich ihre Fähigkeit zur Photosynthese verlieren und eine Störung der lebenswichtigen Aktivität des Planktons zu einer Unterbrechung der trophischen Ketten der Biota aquatischer Ökosysteme usw. führt.
Die Wissenschaft hat noch nicht vollständig geklärt, welche Hauptprozesse die Ozonschicht schädigen. Es wird sowohl ein natürlicher als auch ein anthropogener Ursprung der „Ozonlöcher“ angenommen. Letzteres ist nach Ansicht der meisten Wissenschaftler wahrscheinlicher und mit einem erhöhten Gehalt an Fluorchlorkohlenwasserstoffen (Freonen) verbunden. Freone werden häufig verwendet industrielle Produktion und im Alltag (Kühlgeräte, Lösungsmittel, Sprühgeräte, Aerosolverpackungen usw.). Beim Aufstieg in die Atmosphäre zersetzen sich Freone und setzen Chloroxid frei, das sich schädlich auf die Ozonmoleküle auswirkt.
Nach Angaben der internationalen Umweltorganisation Greenpeace sind die USA – 30,85 %, Japan – 12,42 %, Großbritannien – 8,62 % und Russland – 8,0 % die Hauptlieferanten von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (Freonen). Die USA haben ein „Loch“ in die Ozonschicht mit einer Fläche von 7 Millionen Quadratkilometern gestanzt, Japan – 3 Millionen Quadratkilometer, was siebenmal größer ist als die Fläche Japans selbst. IN In letzter Zeit in den USA und in einer Reihe von westliche Länder Es wurden Fabriken zur Herstellung neuartiger Kältemittel (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) mit geringem Potenzial zum Abbau der Ozonschicht gebaut.
Nachdem die Wissenschaftler das Produktionsvolumen von Fluorchlorkohlenwasserstoffen und ihre Freisetzung in die Atmosphäre beurteilt hatten, kamen sie zu dem Schluss, dass dies zur unvermeidlichen Zerstörung der Ozonschicht führt.
Es wurden internationale Treffen abgehalten und eine Reihe von Vereinbarungen zur Reduzierung der Fluorin die Atmosphäre unterzeichnet. Im Jahr 1989 Auf der Internationalen Konferenz in Helsinki einigten sich 81 Länder darauf, die Produktion aller Arten von Fluorchlorkohlenwasserstoffen bis zum Jahr 2000 einzustellen.
Gemäß dem Protokoll der Montrealer Konferenz (1990), das dann in London (1991) und Kopenhagen (1992) überarbeitet wurde, war vorgesehen, die Fluorbis 1998 um 50 % zu reduzieren. Gemäß Art. 56 des Gesetzes Russische Föderation Zum Schutz der natürlichen Umwelt sind alle Organisationen und Unternehmen gemäß internationalen Abkommen verpflichtet, die Produktion und Verwendung ozonschädigender Stoffe zu reduzieren und anschließend vollständig einzustellen. Das Gesetz sieht folgende Maßnahmen zum Schutz der Ozonschicht vor:
- Organisation von Beobachtungen von Veränderungen der Ozonschicht unter dem Einfluss von Wirtschaftstätigkeit und andere Prozesse;
- Einhaltung der Standards für maximal zulässige Emissionen von Stoffen, die den Zustand der Ozonschicht schädigen;
- Regulierung der Produktion und Verwendung von Chemikalien, die zum Abbau der Ozonschicht führen.
Im Jahr 1993 wurde in unserem Land eine interdepartementale Kommission geschaffen, deren Aufgabe es ist, die Aktivitäten verschiedener Organisationen zu koordinieren, um internationale Verpflichtungen zum Schutz der Ozonschicht zu erfüllen und die Freisetzung ozonschädigender Stoffe bis zum Jahr 2000 zu stoppen. Darüber hinaus werden intensiv Maßnahmen zur drastischen Reduzierung der Emissionen von Schwefelverbindungen, Stickoxiden und anderen gefährlichen Luftschadstoffen entwickelt und umgesetzt.
Selbst wenn das Protokoll von allen Ländern umgesetzt wird, muss das Problem des Schutzes der Menschen vor UV-Strahlung weiterhin angegangen werden, da viele der Fluorchlorkohlenwasserstoffe Hunderte von Jahren in der Atmosphäre verbleiben können.
Derzeit nimmt die Ozonschicht mit einer Rate von 0,5 bis 0,7 % pro Jahr ab.
Maßnahmen zur Verringerung des Ozonabbaus sind:
- Ein weltweites Verbot der Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen in Bereichen, in denen sie durch andere Stoffe ersetzt werden können;
- Recycling von Fluorchlorkohlenwasserstoffen aus gebrauchten Kühlschränken und Klimaanlagen;
- Ein vollständiges Verbot der Herstellung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen, Halonen, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff.
Das Problem der Reduzierung der Ozonschicht beschränkt sich jedoch nicht nur auf die zerstörerische Wirkung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen und Kohlendioxid. Wie alle anderen Biosphärenprozesse hängt die Ozonkonzentration in der Atmosphäre von vielen Faktoren und der Beziehung zwischen allen Mechanismen seiner Entstehung und Zerstörung ab. Die Ozonkonzentration wird insbesondere beeinflusst durch:
- Die Intensität der ultravioletten Strahlung hängt von der Aktivität der Sonne ab, die Zyklen von 11 Jahren und länger hat;
- Der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre hängt von der O2-Produktion der Pflanzen ab. Er wird durch menschliche Abholzung, Bodenbearbeitung, die den Abbau organischer Stoffe beschleunigt, und die Verbrennung fossiler Brennstoffe reduziert;
- Durch Vulkanausbrüche gelangen große Mengen Staub in die Atmosphäre, die Sonnenlicht sowie Stick- und Schwefeloxide einfangen.
- Luftverschmutzung durch Industrieemissionen (Stickoxide, Staub, Schwefelsäureaerosole) – Säuretröpfchen sind Kondensationszentren von Wasserdampf und damit die Ursache für die Wolkenbildung.
Eine Reihe von Wissenschaftlern besteht weiterhin auf dem natürlichen Ursprung des „Ozonlochs“. Sie sehen die Gründe für sein Auftreten in der natürlichen Variabilität der Ozonosphäre und der zyklischen Aktivität der Sonne; andere führen diese Prozesse auf die Spaltung und Entgasung der Erde zurück.