Истощение озонового слоя эрозия почвы вырубка лесов вымирание животных что это

Истощение озонового слоя: причины и последствия

Озоновый слой (его ещё называют «озоносферой») — часть атмосферы нашей планеты. Он пролегает между стратосферой и тропосферой на высоте 25-30 км в тропических широтах, 20-25 — в умеренных, и 15-25 — на полярном круге. Как ясно из названия, по большей части он состоит из озона — одной из модификаций хорошо знакомого нам кислорода, образующейся при воздействии на него ультрафиолетового излучения от солнца.

Без озонового слоя появление столь многочисленной и разнообразной фауны на нашей планеты было бы невозможным: как и кислород, озон поглощает часть ультрафиолетового излучения и солнечной радиации, защищая человека и животных от вредоносного воздействия. Кроме того, излишнее количество ультрафиолета затрудняло бы фотосинтез в растениях и снижало бы продуктивность сельского хозяйства. Важно понимать, что озон абсорбирует ультрафиолет и радиацию, однако почти не поглощает видимый свет и оставляет растениям достаточное количество солнечной энергии для фотосинтеза.

Кроме того, озоновый слой выполняет такие функции:

Нейтрализует углекислый газ;
Отражает космическое излучение;
Регулирует температуру на поверхности Земли;
Удерживает кислород.

Что такое озоновые дыры и откуда они берутся

Озоновой дырой называют падение концентрации озона на конкретном участке атмосферы. Впервые это явление заметили британские учёные Джон Шанклин, Джо Фармен и Брайан Гардинер. В своей статье известному научному журналу Nature они описали свои наблюдения, суть которых заключалась в том, что каждый год (как правило, в августе) над Арктикой появляются многочисленные озоновые дыры общей площадью более двух миллионов квадратных километров. Продолжительность их существования в среднем — семь дней.

После продолжительных исследований учёные смогли установить причину этого явления. Во время наступления продолжительной «полярной ночи», солнце прячется за горизонт, из-за чего резко падает температура и сокращается поступление ультрафиолета в атмосферу. Как результат — в стратосфере появляются облака, состоящие из кристаллов льда. В таких кристаллах накапливается хлор, который, после череды сложных химических реакций превращает озон (который, как мы помним, лишь модификация кислорода) обратно в кислород. Одна молекула хлора способна уничтожить миллион молекул озона.

По окончании полярной ночи и наступлении полярного дня, эти дыры затягиваются, ультрафиолет снова начинает взаимодействовать с кислородом и превращать его в озон.

Причины разрушения озонового слоя

Вопреки распространённому мнению, человек — не единственный виновник возникновения озоновых дыр, к этому явлению приводят и некоторые природные факторы. Прежде всего — газы, заключённые в земной коре, в породах или в воде, в растворённом виде. Относительно недавно учёные установили, что, к примеру, во время извержения вулкана, из пород поднимается большой объём газа, содержащего фторуглеводороды, расщепляющие озон.

Современная наука, однако, считает главной причиной появления озоновых дыр всё-таки антропологический фактор, то есть человека. Озон — неустойчивый газ, и он легко разрушается, взаимодействуя со многими веществами, который человек выбрасывает в воздух в результате своей жизнедеятельности: бром, хлор, фреоны, водород.

Главными источниками подобных выбросов являются:

Промышленные предприятия — фабрики и заводы без очистных сооружений;
Минеральные удобрения;
Теплоэлектростанции;
Ядерные взрывы;
Запуск ракет в космос;
Реактивные самолёты.

Тем не менее, основная причина разрушения озонового слоя — фреоны (хлорфторуглероды или ХФУ), на которых стоит остановиться подробнее. Это целая группа веществ-хладагентов, которые используются, в первую очередь, при изготовлении холодильников и морозильных камер, — раньше для этих задач использовали токсичные вещества вроде аммиака или сернистого газа. Кроме того, хлорфторуглероды используются при изготовлении аэрозолей, растворителей, вспенивателей, а также в парфюмерии и пищевой промышленности.

При всей своей полезности фреоны наносят вред озоновому слою: при воздействии солнечной радиации они разлагаются на вещества, которые расщепляют озон, превращая его в кислород. Когда учёные заметили эту реакцию и забили тревогу, ООН по окружающей среде вместе со Всемирной Метеорологической Организацией организовали подписание так называемого Монреальского протокола. Промышленники, дипломаты, политики и учёные со всего мира собрались в канадском городе Монреаль и подписали договорённость о том, что в их странах начнётся постепенный отказ от фреонов и поиск новых, безопасных ему альтернатив. Протокол был подписан в 1987-м году, начал действовать — два года спустя, в 1989-м.

Мифы об озоновых дырах

Несмотря на то, что истончение озонового слоя — вполне реальная проблема, чреватая реальными проблемами, нужно признать: для многих людей, не проявляющих особенного внимание к науке, она может казаться мифичной и абстрактной. Как результат — множество ненаучных теорий, созданных конспирологами и невнимательными журналистами, охотно их подхватывающих в попытке раздуть «сенсацию». Вот лишь некоторые из подобных теорий:

1. Фреоны не влияют на образование озоновых дым, потому что они слишком тяжёлые и не могут достичь стратосферы. Да, фреоны действительно тяжелее кислорода и азота, однако нужно понимать, что газы в атмосфере расположены не слоями, а перемешиваются вместе. Как результат — и фреоны, и тяжёлые инертные газы, и прочие загрязняющие вещества равномерно распределяются в атмосфере, достигая и стратосферы, — примерно, за пять лет, как показывают эксперименты и исследования.

Вот самый очевидный аргумент, с которым сторонники этой теории поспорить не могут: если бы в атмосфере нашей планеты газы не смешивались, входящие в её состав углекислый газ и аргон образовали бы слой толщиной в несколько десятков метров. Такие условия лишили бы Землю возможности стать обитаемой.

2. Урон озоновому слою от хлорфторуглеродов (ХФУ) — вымысел, пролоббированный промышленниками, которым выгодно продавать более дорогие хладагенты. Токсичные хлорфторуглероды — довольно дешёвое вещество, которое активно использовали (а некоторые продолжают использовать) при создании аэрозолей, изоляционных материалов, пенопласта, хладагентов для холодильников.

Приведённое выше утверждения легко опровергается простой исторической справкой и логикой. В семидесятых были опубликованы первые данные о вредоносном воздействии фреонов на стратосферу нашей планеты. Вскоре, в июле 1975-го года, глава крупной американской компании DuPont написал для журнала Chemical Week статью, в которой резко критиковал приведённые данные, называя теорию о разрушении озонового слоя «научной фантастикой» и «бессмысленным вздором». Нетрудно угадать, что бытовые хладагенты из хлорфторуглеродов изготавливала, в том числе, DuPont.

На самом деле, альтернативой ХФУ стали куда более дешёвые газы природного происхождения, которые не нужно было синтезировать в дорогостоящих лабораторных условиях: в аэрозолях стали использовать бутан и пропан, в качества хладагента для холодильников — углеводород, а для теплоизоляции — циклопентан.

3. Озоновая дыра должна находиться не над Антарктикой, а над населёнными территориями, — там, где активно используют фреоны. И снова нам стоит вернуться к физическим свойствам атмосферы и вспомнить, что газы в ней перемешиваются. Фреоны перемешиваются вместе с другими газами в стратосфере и тропосфере и из-за низкой реакционной способности могут находиться там годами, а то и десятилетиями, перемещаясь и распространяясь над всей территорией планеты.

Нужно понимать, что озоновая дыра — это не «дыра» в прямом смысле, у неё нет чётких территориальных границ. Это абстрактное явление, подразумевающее сниженную концентрацию озона. Обычно его замечают в Антарктике, но лишь потому, что только здесь бывает полярная ночь, когда долго нет солнца и тепла, из-за чего уровень озона падает до рекордно низких значений.

Последствия истончения озонового слоя

Как мы уже говорили выше, озон абсорбирует значительную часть ультрафиолетового излучения от солнца. Очевидно, что при снижении концентрации озона в атмосфере человек получает повышенную дозу ультрафиолета. Учёные установили, что это приводит к возникновению рака кожи и злокачественной меланомы, а также к серьёзными заболеваниям глаз — к катаракте и помутнению глазного хрусталика.

Сниженная концентрация озона в атмосфере — серьёзная проблема для морской фауны. Фитопланктон, важнейшее звено в пищевых цепочках морских обитателей, живёт в верхних слоях водной толщи. Учёными установлено, что чрезмерное солнечное излучение мешает ему ориентироваться в пространстве, и, собственно говоря, жить, — исследования подтвердили зависимость интенсивности ультрафиолетовых лучей и выживаемости фитопланктона.

Чрезмерное количество ультрафиолета оказывает негативное влияние и на растения, которые обычно куда проще свыкаются с внешними факторами, чем любые другие живые организмы. Ультрафиолет может влиять на форму и размер растений, продолжительность жизни, вторичный метаболизм, изменять способ распределения питательных веществ внутри растения.

Если бы человечество вовремя не осознало серьёзность такой проблемы как истощение озонового слоя, последствия были бы куда серьёзнее: уже к середине двадцать первого века исчезло бы более 60% озоносферы нашей планеты, в результате чего ультрафиолетовое излучение, достигающее поверхности Земли стало бы таким сильным, что было бы способным вызывать у человека солнечные ожоги за считанные минуты, а вероятность мутации под воздействием солнечной радиации увеличилось бы более, чем в шесть раз.

Пути решения проблемы разрушения озонового слоя

К счастью, однако, описанная выше ситуация — это антиутопия, вряд ли ждущая человечество в действительности. Начиная с семидесятых годов, силами активистов и некоммерческих компаний, во всём мире начали активно бороться за защиту озонового слоя. Значительно снижено потребление и производство веществ и соединений, негативно влияющей на озоносферу. Им были найдены безопасные природные альтернативы: пропан, изобутан, аммиак, углекислый газ. Удивительно, но практически все страны мира согласились с необходимостью подобных мер и вот уже несколько десятилетий неукоснительно им следуют. Один из немногих случаев серьёзного нарушения был зафиксирован в 2018-м году в Китае, где 18 фабрик признались в использовании фреонов.

В России охрана озонового слоя и контроль за его истончением закреплены на законодательном уровне. Регламентированы такие защитные мероприятия по охране озонового слоя:

Организация постоянного наблюдения за состоянием озонового слоя;
Постоянный контроль за изменениями климата;
Контроль за соблюдением промышленными предприятиями нормативов по выбросам вредных веществ в атмосферу;
Контроль и регуляция производства химических веществ и соединений, оказывающих вредоносное влияние на озоновый слой;
Применение санкций (штрафов и проч.) в случае несоблюдения описанных выше требований.

На самом деле, сделать свой вклад в защиту озонового слоя может каждый из нас, достаточно лишь следовать нескольким простым (и известным) правилам: при возможности — переходить на экологически чистые виды топлива и правильно утилизировать токсичные отходы (батарейки, бытовая химия). Если каждый (или хотя бы большинство) из нас будет помнить, каковы причины и последствия разрушения озонового слоя, а крупные промышленники — следовать международным договоренностям, то уже к 60-м годам 21-го века экологическая проблема истощение озонового слоя может быть закрыта навсегда.

Источник

Глобальные экологические проблемы современности

Далеко не первое поколение подряд человечество живёт с постоянными и навязчивым страхом экологических катастроф. Вырубка лесов, загрязнение океана, разрушение озонового слоя, — эти фразы мы слышали в своей жизни сотни, а то и тысячи раз. Но где кроется реальная угроза, а где — сплошные спекуляции. Давайте разбираться, какие экологические проблемы представляют опасность для нас и наших потомков.

Экологическая ситуация в мире

Человек взаимодействовал и влиял на окружающую его среду с самого момента возникновения его вида. Однако по-настоящему ощутимого масштаба это влияние достигло лишь в восемнадцатом веке, с начала промышленной революции. В этот момент человек вышел из естественного кругооборота живой природы и начал диктовать планете собственные правила.

Планета начала меняться, но мы это заметили далеко на сразу — наша цивилизация была занята другими вещами: добычей топлива (угля, газа, сланцев, нефти), металла и прочих полезных ископаемых. Все эти вещества, выведенные естественным путём природой и изъятые человеком, в природу и вернулись, но в ином виде. Обернулось это глобальным загрязнением почвы, воды и воздуха и стало причиной экологического кризиса. И интенсивность этого процесса продолжает расти катастрофическими темпами, и серьезные последствия экологического кризиса человечеству предстоит устранять уже в ближайшем будущем.

Непростой политический фон двадцатого века (раскол мирового сообщества и мировые войны) не очень помогали человечеству сосредоточиться на экологических проблемах. Добавьте сюда гонку вооружений («Холодная» война), социальное неравенство внутри стран и невероятную скорость технологического прогресса. Все эти факторы привели к тому, что под конец двадцатого века человечеству пришлось остепениться, оглянуться вокруг и осознать, какой вред оно нанесло своему дому.

Виды экологических проблем

1. Глобальное потепление — это, по сути, побочный процесс существования огромной численности человеческого населения. Говоря максимально просто, это общее повышение температуры нашей планеты из-за действий человека (сжигания ископаемого топлива, например). Как следствие — таяние ледников, повышение уровня моря, выпадение аномального количества осадков, закисление океана.

Все эти процессы вне контекста не кажутся особо страшными. Однако нужно помнить, что Земля — очень тонкая и хрупкая система, в которой все звенья связаны между собой. Подобные масштабные вмешательства рушат эту систему и приводят к неприятным последствиям — к сейсмической активности и исчезновению целых видов животных.

2. Загрязнение мирового океана. Больше половины нашей планеты (а если быть точнее, то 70%) — вода. Океан — главный фактор, формирующий климат на Земле: течения обуславливают жару или прохладу, а испарённая вода формирует облака и провоцирует осадки.

Примерно сто миллионов людей живут у океана, то есть их жизнь напрямую связана с водоёмами. Но на самом деле, мировой океан так или иначе затрагивает жизнь каждого из нас: дожди и другие осадки; доставка грузов между континентами; рыба и прочие морепродукты, которые мы ежедневно употребляем в пищу. Однако сейчас мировой океан находится в опасности из-за постоянных техногенных катастроф (крушений танкеров и прочих), сточных вод и выбросов в океан промышленных отходов.

3. Разрушение озонового слоя. Озон — одна из составляющих стратосферы (слоя атмосферы на высоте 12-50 километров), представляющий собой одну из разновидностей кислорода. Для человека ценность озона заключается в том, что он блокирует часть ультрафиолетовых лучей, защищая всё живое от прямого солнечного излучения.

Наша наука лишь недавно узнала о существовании озона, хотя человечество пагубно влияло на озоновый слой столетиями. Как результат — дыры в озоновом слое из-за дефицита вещества. Среди причин этого явления:

Международная космическая программа. Запуск ракет и спутников;
Авиаполёты на высоте от двенадцати километров и выше;
Промышленные и бытовые выбросы фреона.

В восьмидесятых человечество начало предпринимать первые меры, чтобы защитить и восстановить озоновый слой. Экологические программы начали приниматься на государственном уровне, а мировые некоммерческие компании — разрабатывать проекты по защите озонового слоя. К сожалению, подобные мероприятия, как правило, стоят очень дорого и редко находят полноценное финансирование.

4. Загрязнение воздуха. Самая очевидная опасность загрязнения атмосферы — дефицит чистого воздуха, но не менее серьёзная проблема — изменение климата планеты и дальнейшие последствия этого процесса. Из главных элементов, загрязняющих атмосферу, можно выделить:

Выбросы во время деятельности промышленных предприятий;
Выхлопы автомобилей и другого транспорта с двигателем внутреннего сгорания;
Радиоактивные объекты;
Отходы (бытовые и промышленные).

Кроме того, эти факторы приводят к разрушению озонового слоя — уже упомянутой нами проблеме, которая чревата глобальным потеплением и другими климатическими изменениями на нашей планете.

5. Загрязнение почвы. Почва — ресурс, который относится к категории невозобновляемых, в случае его потери или деградации, мы не сможем его восстановить никакими способами. Состояние почв оказывает прямое влияние на еду, потребляемую нами, на воду, которую мы пьём, и на наше здоровье — работу внутренних органов и продолжительность жизни. Более 90 процентов всего, что мы употребляем в пищу, произведено благодаря почве, прямо или косвенно.

Среди причин загрязнения почв:

Локализованные свалки, которые используются для утилизации пищевых отходов, стройматериалов, материалов, оставшихся после ремонтных работ;
Тяжёлая промышленность — металлургическая и машиностроительная, деятельность которых подразумевает выброс солей тяжёлых металлов: бериллия, мышьяка, цианидов, кадмия, ртути и свинца;
Транспорт, выбрасывающий в окружающую среду оксиды свинца, азота, углеводорода;
Сельское хозяйство с использованием ядохимикатов и минеральных удобрений.

6. Вырубка лесов и опустынивание. Как и океан, лес — сложная хрупкая экосистема, работающая по собственным законам и объединяющая в себе растения, грибы, животных и микроорганизмов, которые все вместе влияют на климат нашей планеты, на качество питьевой воды и воздуха, которым мы дышим. Всего несколько тысячелетий назад (смешной срок для нашей планеты) значительная часть поверхности Земли была покрыта лесами. Но когда человек начал осваивать землю под свои нужды, возникла проблема обезлесивания.

Да, лес — возобновляемый ресурс, однако интенсивность вырубки леса в современном мире не соотносима со скоростью его возобновления. По сей день значительные территории после вырубки леса или лесных пожаров становятся пустынями, что ведёт не только к биологическим катастрофам (уничтожение видов), но и к социальным, — в том числе, к исчезновению целых этнических групп.

7. Под термином «кислотные дожди» наука подразумевает любые метеорологические осадки (в том числе снег и град), во время которых происходит сильнокислотная реакция. Среди источников этого явления — деятельность предприятий тяжёлой промышленности (особенно металлургической), выбрасывающие в атмосферу серьёзный объём оксида азота и серы. Кроме того, к кислотным дождям приводит деятельность тепловых электростанций и выхлопной газ автомобилей.

Процесс образования таких дождей прост: когда в воздух попадают хлористый водород и оксиды азота или серы, они вступают в реакцию с солнечным излучением и каплями воды, витающими в воздухе. В результате образуется кислота — серная, сернистая, азотная или азотистая. После этого кислота выпадает на землю в виде осадков. Кислота может принимать форму дождя, снега, града, тумана и наносить серьёзный ущерб фауне и флоре региона.

8. Сокращение биоразнообразия. На нашей планете огромное количество видов флоры и фауны, обитающей в разных регионах и природных зонах. Это огромное многообразие живого, представленное в нынешней точке истории, формировалось в течение нескольких миллиардов лет. Однако все из перечисленных выше экологических катастроф провоцируют ещё одну, масштабную и серьёзную, — сокращение биоразнообразия. По данным WWF, мы теряем по три вида каждый час. Если с этим ничего не делать, скоро мы навсегда потеряем тот мир, который знаем.

Существует несколько причин этой проблемы, и, что характерно, каждая из них связана с деятельностью человека:

Облесение планеты, вырубка деревьев;
Расширение территории населённых пунктов, появление новых;
Вредные химические выбросы в атмосферу;
Приспособление природных территорий под сельскохозяйственные нужды;
Использование химических реагентов в земледелии;
Рост населения планеты, и, как следствие, увеличивающийся спрос на продовольствие растительного и животного происхождения;
Незаконная охота, браконьерство;
Экологические, техногенные катастрофы.

Чтобы замедлить исчезновение видов, некоммерческие организации создают природные парки и заповедники, в которых работают специалисты, следящие за животными и создающие благоприятные условия для их жизни и размножения вида.

Пути решения экологических проблем

Ещё с начала двадцатого века начали появляться первые программы, направленные, в первую очередь, на защиту (сбережение) окружающей среды, однако, уже к концу столетия стало ясно, что человечеству нужны более радикальные и эффективные меры. Последние десятилетия человечество осознало опасность актуальной экологической ситуации в мире и начало активную борьбу за защиту и восстановление нашей природы. Разработанные и практикуемые меры принято делить на несколько категорий.

1. Правовые — создание и внедрение административных, государственных и международных законов и правовых актов об охране окружающей среды.

2. Экономические — минимизация или полная ликвидация негативного техногенного воздействия на природу при помощи денежных вливаний, создание финансируемых программ и фондов.

3. Технологические — изобретение и внедрение новых технологий, позволяющих сократить вредное воздействие на природу, в металлургической, транспортной и добывающей отраслях. Разработка в популяризация экологически чистых источников энергии.

4. Организационные — равномерное распределение автомобильной нагрузки, чтобы не допустить критическое скопление машин в одном месте;

5. Архитектурные — проектировка и строительство «экологически дружелюбных» городов, озеленение населённых пунктов.

Помимо действующих проектов и программ по сохранению и защите окружающей среды, учёные уже работают над амбициозными проектами будущего, среди которых строительство заводов полной утилизации отходов, строительство тепловых электростанций на Луне (работающих на веществе Гелий-3), всемирный отказ от бензиновых двигателей и переход на электромобили и использование технологии холодного ядерного синтеза — эффективной и экологичной методики получения энергии из воды.

Но помимо этих глобальных планов, существует ответственность каждого из нас — каждого жителя большого дома под названием «планета Земля». Чтобы сохранить его для будущих поколений, не ленитесь соблюдать несколько простых универсальных правил: выкидывайте батарейки в специальные контейнеры, откажитесь от одноразовых пакетов (купите тканевый, будет дешевле), отдавайте ненужные вещи малоимущим, сортируйте отходы и учите этим простым рекомендациям своих детей. Очень важно осознать, что в бережливости нет ничего постыдного. Вместо того, чтобы выбрасывать и покупать, ищите новые применения старым вещам.

Да, прямо сейчас экологическая ситуация на нашей планете доставляет нам немало поводов для беспокойства. Однако, стоит признать, что в 21-м веке мы достигли серьёзного прогресса в плане осознанности проблемы и активности. Несмотря на весь ущерб, который мы нанесли нашей планеты, у нас ещё достаточно шансов, чтобы вернуть её в прежнюю форму.

Источник