I. Проблема разрушения озонового слоя

Лекция 15. Некоторые аспекты глобальной экологии

Проблемы, созданные деятельностью человека и затрагивающие всю биосферу, относятся к предмету глобальной экологии. Среди них наиболее значительными в настоящее время кажутся четыре: разрушение озонового слоя, перегрев планеты, кислотные дожди и высокие уровни загрязнения атмо-, лито- и гидросфер. В данной лекции рассмотрим первые три, а о загрязнениях поговорим в лекции 18.

I. Проблема разрушения озонового слоя

Атмосфера, воздушная оболочка Земли, имеет слоистое строение (Рис. 11). Самый нижний 8-10 километровый слой – тропосфера – содержит 4/5 всей массы воздуха. При удалении от поверхности земли происходит понижение температуры на 6⁰ на каждый километр. На высоте тропопаузы понижение температуры прекращается и она остается почти постоянной – 60-70⁰ С. В следующем слое – стратосфере – находится слой с высокой концентрацией озона. В стратосфере температура повышается до 0⁰ в стратопаузе. В мезосфере температура снова понижается до -90⁰ в мезопаузе. Слои термосферы (80-1000 км) и ионосферы (1000-2000 км) – наиболее разреженные слои атмосферы – выполняют роль защитного экрана от ионизирующих излучений.

Рисунок 11. Строение атмосферы

Состав атмосферы постоянен: азота - 78,3%, кислорода – 20,95%, углекислого газа – 0,03%, аргона – 0,93% с небольшой примесью других инертных газов. Состав воздуха поддерживается за счет непрерывного поглощения и выделения газов живыми организмами. В результате хозяйственной деятельности людей в последние десятилетия происходит изменение баланса газов в атмосфере. Особенно большую озабоченность вызывает истоньшение озонового слоя, увеличение концентрации углекислого газа и снижение концентрации кислорода.

Озоновый слой является естественным экраном, который поглощает жесткое ультрафиолетовой излучение с длиной волны менее 290 нм. С 1982 года наблюдается уменьшение озонового слоя со скоростью 4% в год. К 2000 году его толщина над Антарктидой и Арктикой уменьшилась на 50%, что было названо «озоновыми дырами». Ученые называют разные причины снижения концентрации 0₃ – загрязнение воздуха фреонами (CFCl3), которые под действием ультрафиолета разлагаются на активные ионы Cl и F, взаимодействующие с озоном; хлорирование воды; использование водородного топлива космическими кораблями и др. Дальнейшее уменьшение озонового экрана грозит ростом числа онкологических заболеваний, особенно рака кожи.

II. «Парниковый эффект» или перегрев планеты

Увеличение в атмосфере концентрации так называемых «парниковых» газов (углекислого, сернистого, аммиака, метана, окислов азота и др.) вызывает в атмосфере изменение насыщения тепловых потоков. Солнечное излучение – это электромагнитное излучение, для прохождения которого молекулы воздуха не являются препятствием, но доходя до поверхности Земли это излучение частично поглощается литосферой, а частично отражается, но теперь уже тепловым излучением. Поэтому молекулы воздушных примесей становятся для него микроэкранами, возвращающими поток обратно к поверхности. Происходит дополнительный нагрев поверхности Земли.

Количество углекислого газа за ХХ в. увеличилось с 0,0293 до 0,0324%, что вызвало среднегодовое увеличение температуры на 0,8⁰. Повышение температуры особенно ощутимо в высоких широтах, где изменение среднегодовых температур на 4-6⁰ вызвало увеличение скорости таяния ледников (особенно в Антарктиде и Арктике). Предполагается, что дальнейшее повышение температуры ведет к повышению уровня мирового океана (на несколько метров), затоплению низменных участков, усилению движения литосферных плит, несбалансированному изменению климата.