Největší ozónové díry jsou pozorovány výše. Ozonové díry - příčiny a důsledky

Tyto a další nedávné vědecké údaje posilují závěry předchozích hodnocení, že populace vědecké důkazy naznačuje, že pozorovaná ztráta ozonu ve středních a vyšších zeměpisných šířkách je způsobena především antropogenními sloučeninami obsahujícími chlór a brom

Původní text(Angličtina)

Tyto a další nedávné vědecké poznatky potvrzují závěr předchozího hodnocení, že váha vědeckých důkazů naznačuje, že pozorované ztráty ozonu ve střední a vysoké šířce jsou z velké části způsobeny togenními antropogenními sloučeninami chloru a bromu.

Podle jiné hypotézy je proces vzdělávání „ ozónové díry„může být z velké části přirozené a nemusí být způsobeno pouze škodlivými účinky lidské civilizace.

Pro určení hranic ozonové díry byla zvolena minimální hladina atmosférického ozonu 220 Dobsonových jednotek.

Plocha ozónové díry nad Antarktidou činila v roce 2018 v průměru 22,8 milionů čtverečních kilometrů (v letech 2010-2017 se průměrné roční hodnoty pohybovaly od 17,4 do 25,6 milionů čtverečních kilometrů, v letech 2000-2009 - od 12,0 do 26,6 milionů čtverečních kilometrů kilometrů, v letech 1990-1999 - z 18,8 na 25,9 milionů kilometrů čtverečních).

Příběh [ | ]

Ozonová díra o průměru přes 1000 km byla poprvé objevena v roce 1985 na jižní polokouli nad Antarktidou skupinou britských vědců: (Angličtina), (Angličtina), (Angličtina), který publikoval odpovídající článek v časopise Nature. Každý srpen se objevil a v prosinci - lednu přestal existovat. Na severní polokouli v Arktidě jsou na podzim a v zimě četné miniozónové díry. Plocha takové díry nepřesahuje 2 miliony km², její životnost je až 7 dní.

Vzdělávací mechanismus[ | ]

V důsledku nedostatku slunečního záření nevzniká během polárních nocí ozón. Žádné ultrafialové záření - žádný ozón. Molekuly ozonu, které mají velkou hmotnost, klesají na povrch Země a jsou zničeny, protože jsou za normálního tlaku nestabilní.

Rowland a Molina navrhli, že atomy chloru by mohly způsobit zničení velkého množství ozonu ve stratosféře. Jejich zjištění byla založena na podobné práci Paula Josepha Crutzena a Harolda Johnstonea, kteří prokázali, že oxid dusnatý (NO) může urychlit poškozování ozónové vrstvy.

Kombinace faktorů vede ke snížení koncentrace ozonu v atmosféře, z nichž hlavním je smrt molekul ozonu při reakcích s různé látky antropogenního a přírodního původu, absence slunečního záření během polární zimy, zvláště stabilní polární vír, který brání pronikání ozónu ze subpolárních šířek, a tvorba polárních stratosférických mraků (PSC), jejichž povrch částice katalyzují rozpad ozonu reakce. Tyto faktory jsou charakteristické zejména pro Antarktidu, v Arktidě je polární vír mnohem slabší kvůli absenci kontinentálního povrchu, teplota je o několik stupňů vyšší než v Antarktidě a PSO jsou méně časté a mají také tendenci se rozpadat. časný podzim. Jelikož jsou molekuly ozonu chemicky aktivní, mohou reagovat s mnoha anorganickými a organickými sloučeninami. Hlavními látkami, které přispívají k destrukci molekul ozonu, jsou jednoduché látky (atomy vodíku, kyslíku, chloru, bromu), anorganické (chlorovodík, oxid dusnatý) a organické sloučeniny (methan, fluorochlor a fluorobromfreony, které uvolňují atomy chloru a bromu) . Na rozdíl například od hydrofluorofreonů, které se rozkládají na atomy fluoru, které zase rychle reagují s vodou a tvoří stabilní fluorovodík. Fluor se tedy neúčastní reakcí rozkladu ozonu. Jód také neničí stratosférický ozón, protože organické látky obsahující jód jsou téměř úplně spotřebovány v troposféře. Hlavní reakce, které přispívají k destrukci ozonu, jsou uvedeny v článku o ozonové vrstvě.

Důsledky [ | ]

Oslabení ozonové vrstvy zvyšuje tok ultrafialového slunečního záření do vod oceánu, což vede ke zvýšené úmrtnosti mořských živočichů a rostlin.

Obnova ozónové vrstvy[ | ]

Přestože lidstvo přijalo opatření k omezení emisí freonů obsahujících chlór a brom přechodem na jiné látky, jako jsou freony obsahující fluor, proces obnovy ozonové vrstvy bude trvat několik desetiletí. Za prvé je to dáno obrovským objemem již nahromaděných freonů v atmosféře, které mají životnost desítky a dokonce stovky let. Uzavření ozonové díry by se proto nemělo očekávat dříve než v roce 2048. Podle profesorky Susan Solomonové se v letech 2000 až 2015 ozonová díra nad Antarktidou zmenšila přibližně o velikost Indie. Podle NASA byla v roce 2000 průměrná roční plocha ozónové díry nad Antarktidou 24,8 milionů kilometrů čtverečních, v roce 2015 - 25,6 milionů kilometrů čtverečních.

Mylné představy o ozónové díře[ | ]

Existuje několik rozšířených mýtů o vzniku ozónových děr. Navzdory své nevědecké povaze se často objevují v médiích [ ] - někdy z neznalosti, někdy podporováno příznivci konspiračních teorií. Některé z nich jsou uvedeny níže.

Ozonová díra nad Antarktidou existuje již dlouhou dobu[ | ]

Systematická vědecká pozorování ozonové vrstvy Antarktidy se provádějí již od 20. let 20. století, ale teprve v druhé polovině 70. let byl objeven vznik „stabilní“ antarktické ozonové díry a rychlé tempo jejího rozvoje (zvětšení velikosti a snížení průměrné koncentrace ozonu v hranicích díry) v 80. a 90. letech vyvolaly panické obavy, že bod, odkud není návratu v míře destruktivního antropogenního dopadu na ozónová vrstva již prošel.

Freony jsou hlavními ničiteli ozonu[ | ]

Toto tvrzení platí pro střední a vysoké zeměpisné šířky. Ve zbytku je cyklus chlóru zodpovědný za pouze 15-25 % ztráty ozonu ve stratosféře. Nutno podotknout, že 80 % chloru je antropogenního původu (více o příspěvku různých cyklů viz článek o ozonové vrstvě). To znamená, že lidský zásah značně zvyšuje příspěvek cyklu chlóru. A při stávající tendenci zvyšovat produkci freonů před vstupem Montrealského protokolu v platnost (10 % ročně) z 30 na 50 % celkové ztráty ozon v roce 2050 by byl způsoben expozicí freonům. Před zásahem člověka byly procesy tvorby a ničení ozonu v rovnováze. Ale freony emitované lidskou činností posunuly tuto rovnováhu směrem ke snížení koncentrace ozonu. Co se týče polárních ozonových děr, tady je situace úplně jiná. Mechanismus destrukce ozonu se zásadně liší od vyšších zeměpisných šířek, klíčovou fází je přeměna neaktivních forem látek obsahujících halogen na oxidy, ke které dochází na povrchu částic polárních stratosférických oblaků. A v důsledku toho se při reakcích s halogeny zničí téměř veškerý ozón, chlor má na svědomí 40-50 % a brom asi 20-40 %.

Pozice DuPontu[ | ]

DuPont poté, co zveřejnil údaje o účasti freonů na ničení stratosférického ozónu, přijal tuto teorii s nepřátelstvím a utratil miliony dolarů na tiskovou kampaň na ochranu freonů. Předseda DuPont v článku z Chemického týdne z 16. července 1975 napsal, že teorie poškozování ozónové vrstvy je sci-fi, nesmysl a nedává žádný smysl. Kromě DuPontu vyráběla a vyrábí řada společností po celém světě Různé typy freony bez licenčních poplatků.

Freony jsou příliš těžké na to, aby se dostaly do stratosféry[ | ]

Někdy se tvrdí, že protože molekuly freonu jsou mnohem těžší než dusík a kyslík, nemohou dosáhnout stratosféry ve významných množstvích. Atmosférické plyny jsou však zcela smíchány, nikoli stratifikovány nebo tříděny podle hmotnosti. Odhady potřebné doby pro difúzní stratifikaci plynů v atmosféře vyžadují doby v řádu tisíců let. To je samozřejmě v dynamické atmosféře nemožné. Procesy vertikálního přenosu hmoty, konvekce a turbulence zcela promíchají atmosféru pod turbopauzou mnohem rychleji. Proto jsou i tak těžké plyny, jako jsou inertní nebo freony, rovnoměrně distribuovány v atmosféře, včetně dosahování stratosféry. Experimentální měření jejich koncentrací v atmosféře to potvrzuje, viz např. vpravo graf rozložení freonu CFC-11 podle výšky. Měření také ukazují, že plynům uvolněným na zemský povrch trvá asi pět let, než se dostanou do stratosféry, viz druhý graf vpravo. Pokud by se plyny v atmosféře nemísily, pak by tak těžké plyny z jejího složení jako argon a oxid uhličitý vytvořily na povrchu Země vrstvu o tloušťce několika desítek metrů, která by učinila povrch Země neobyvatelným. Ale to není pravda. Jak krypton s atomovou hmotností 84, tak helium s atomovou hmotností 4 mají stejnou relativní koncentraci, a to jak blízko povrchu, tak až do výšky 100 km. Vše výše uvedené samozřejmě platí pouze pro plyny, které jsou relativně stabilní, jako jsou freony nebo inertní plyny. Látky, které reagují a také podléhají různým fyzikálním vlivům, řekněme se rozpouštějí ve vodě, mají koncentrační závislost na nadmořské výšce.

Hlavní zdroje halogenů jsou přírodní, nikoli antropogenní[ | ]

Zdroje chlóru ve stratosféře

Předpokládá se, že přírodní zdroje halogenů, jako jsou sopky nebo oceány, jsou pro proces ničení ozónu významnější než ty, které produkují lidé. Aniž bychom zpochybňovali příspěvek přírodních zdrojů k celkové bilanci halogenů, je třeba poznamenat, že se obecně nedostávají do stratosféry, protože jsou rozpustné ve vodě (hlavně chloridové ionty a chlorovodík) a jsou vyplavovány atmosféru, padající jako déšť na zem. Také přírodní sloučeniny jsou méně stabilní než freony, například methylchlorid má životnost v atmosféře jen asi rok, ve srovnání s desítkami a stovkami let u freonů. Proto je jejich příspěvek k destrukci stratosférického ozonu poměrně malý. Dokonce i vzácná erupce hory Pinatubo v červnu 1991 způsobila pokles hladiny ozonu nikoli v důsledku uvolněných halogenů, ale v důsledku tvorby velké masy aerosolů kyseliny sírové, jejíž povrch katalyzoval reakce ničení ozonu. Naštěstí po pouhých třech letech byla z atmosféry odstraněna téměř celá masa sopečných aerosolů. Sopečné erupce jsou tedy relativně krátkodobé faktory ovlivňující ozonovou vrstvu, na rozdíl od freonů, které mají životnost desítky a stovky let.

Ozónová díra musí být umístěna nad zdroji freonů[ | ]

Dynamika změn velikosti ozonové díry a koncentrace ozonu v Antarktidě v jednotlivých letech

Mnoho lidí nechápe, proč se v Antarktidě tvoří ozónová díra, když k hlavním emisím freonů dochází na severní polokouli. Faktem je, že freony jsou dobře promíchány v troposféře a stratosféře. Díky své nízké reaktivitě se ve spodních vrstvách atmosféry prakticky nespotřebovávají a mají životnost několik let až desetiletí. Jako vysoce těkavé molekulární sloučeniny se poměrně snadno dostávají do horních vrstev atmosféry.

Samotná antarktická „ozónová díra“ neexistuje po celý rok. Objevuje se koncem zimy - brzy na jaře (srpen-září) a projevuje se znatelným poklesem průměrné koncentrace ozonu v rámci velké geografické oblasti. Důvody, proč ozonová díra v Antarktidě vzniká, souvisí s místním klimatem. Nízké teploty Antarktické zimy vedou k vytvoření polárního víru. Vzduch uvnitř tohoto víru se pohybuje převážně po uzavřených trajektoriích kolem jižního pólu a je slabě promíchán se vzduchem z jiných zeměpisných šířek. V této době není polární oblast osvětlena Sluncem a v nepřítomnosti ultrafialové záření ozón se nevytváří, ale dříve nahromaděný je zničen (jak v důsledku interakcí s jinými látkami a částicemi, tak spontánně, protože molekuly ozonu jsou nestabilní). S příchodem polárního dne se množství ozónu postupně zvyšuje a vrací se k normálním hodnotám. To znamená, že kolísání koncentrace ozonu nad Antarktidou je sezónní.

Pokud však sledujeme dynamiku změn koncentrace ozonu a velikosti ozonové díry v průměru za každý rok v posledních desetiletích, pak existuje výrazná tendence průměrné koncentrace ozonu spadat do obrovské geografické oblasti.

Zdroje a poznámky[ | ]

1. Vědecké hodnocení poškozování ozónové vrstvy: 2006(Angličtina) . Získáno 13. prosince 2007. Archivováno 16. února 2012.
2. „Vědění je síla“ Vědecké zprávy: 27.12.99 (Ruština). Získáno 3. července 2007. Archivováno 16. února 2012.

Jelikož póly zažívají dlouhé polární noci, teplota v těchto místech prudce klesá a tvoří se stratosférická mračna obsahující ledové krystaly. V důsledku toho se ve vzduchu hromadí molekulární chlór, jehož vnitřní vazby se s nástupem jara a výskytem slunečního záření přerušují.

Řetězec chemických procesů, ke kterým dochází, když se atomy chloru řítí do atmosféry, vede k destrukci ozónu a tvorbě ozónových děr. Když Slunce začne svítit v plné síle, jsou k pólům vyslány vzduchové hmoty s novou částí ozónu, díky čemuž se díra uzavře.

Proč vznikají ozónové díry?

Existuje mnoho důvodů pro vznik ozónových děr, ale nejdůležitější z nich je znečištění přírodního prostředí člověkem. Kromě atomů chloru ničí molekuly ozonu vodík, kyslík, brom a další produkty spalování, které se dostávají do atmosféry v důsledku emisí z továren, továren a spalinových elektráren.
Neméně vliv na ozonovou vrstvu má jaderné testy: výbuchy uvolňují obrovské množství energie a tvoří oxidy dusíku, které reagují s ozonem a ničí jeho molekuly. Odhaduje se, že jen v letech 1952 až 1971 jaderné výbuchy uvolnily do atmosféry asi 3 miliony tun této látky.

Ke vzniku ozónových děr přispívají i proudová letadla, v jejichž motorech také vznikají oxidy dusíku. Čím vyšší je výkon proudového motoru, tím vyšší je teplota v jeho spalovacích komorách a tím více oxidů dusíku vstupuje do atmosféry. Výzkum odhaduje, že každý rok se do ovzduší uvolní 1 milion tun dusíku, z toho třetina pochází z letadel. Dalším důvodem ničení ozonové vrstvy jsou minerální hnojiva, která při aplikaci na zem reagují s půdními bakteriemi. V tomto případě se oxid dusný dostává do atmosféry, ze které se tvoří oxidy.

Jaké důsledky mohou mít ozónové díry pro lidstvo?

Kvůli slábnutí ozonové vrstvy se zvyšuje tok slunečního záření, což může následně vést k úhynu rostlin a živočichů. Dopad ozonových děr na člověka se projevuje především nárůstem počtu rakovin kůže. Vědci spočítali, že pokud koncentrace ozonu v atmosféře klesne byť jen o 1 %, počet pacientů s rakovinou vzroste o zhruba 7000 lidí ročně.
Ekologové proto nyní bijí na poplach a snaží se učinit všechna nezbytná opatření k ochraně ozonové vrstvy a konstruktéři vyvíjejí mechanismy šetrné k životnímu prostředí (letadla, raketové systémy, pozemní doprava), které emitují menší množství oxidy dusíku

Kyselý déšť

Kyselé deště – všechny druhy meteorologických srážek – déšť, sníh, kroupy, mlhy, plískanice – při kterých dochází k poklesu pH (hodnoty vodíku) dešťových srážek v důsledku znečištění ovzduší kyselými oxidy, obvykle oxidy síry a oxidy dusíku [

Kyselé deště jsou jedním z termínů, které lidstvu přinesla industrializace. Neúnavná spotřeba zdrojů planety, obrovský rozsah spalování paliv a ekologicky nedokonalé technologie jsou jasnými znaky rychlého rozvoje průmyslu, který je v konečném důsledku doprovázen chemickým znečištěním vody, ovzduší a půdy. Kyselé deště jsou jen jedním z projevů takového znečištění.

První zmínka již v roce 1872, Pojem se stal skutečně aktuálním až ve druhé polovině 20. století. V současnosti jsou kyselé deště problémem mnoha zemí po celém světě, včetně Spojených států amerických a téměř všech evropských zemí. Mapa kyselých dešťů, kterou vyvinuli ekologové z celého světa, jasně ukazuje zóny nejvíce vysoké riziko nebezpečné srážky.

PŘÍČINY KYSELNÉHO DEŠTĚ

Veškerá dešťová voda má určitou úroveň kyselosti.. Ale v normálním případě tento indikátor odpovídá neutrální úrovni pH - 5,6-5,7 nebo mírně vyšší. Mírná kyselost je způsobena obsahem ve vzduchu oxid uhličitý, ale je považován za tak nízký, že nezpůsobuje žádné škody živým organismům. Příčiny kyselých dešťů jsou tedy výhradně způsobeny lidskou činností a nelze je vysvětlit přírodními příčinami.

Předpoklady pro zvýšení kyselosti atmosférické vody vznikají tehdy, když průmyslové podniky vypouštějí velké objemy oxidů síry a oxidů dusíku. Nejtypičtějšími zdroji tohoto znečištění jsou výfukové plyny vozidel, hutní výroba a tepelné elektrárny (CHP). Současná úroveň rozvoje technologií čištění bohužel neumožňuje odfiltrovat sloučeniny dusíku a síry, které vznikají při spalování uhlí, rašeliny a dalších druhů surovin používaných v průmyslu. V důsledku toho se takové oxidy dostávají do atmosféry a spojují se s vodou v důsledku reakcí pod vlivem sluneční světlo a padají na zem ve formě srážek, které se nazývají „kyselé deště“.

NÁSLEDKY KYSELÝCH DEŠŤŮ

Vědci si toho všimli následky kyselých dešťů jsou velmi mnohorozměrné a nebezpečné pro lidi, zvířata i rostliny. Mezi hlavní z nich odborníci jmenují následující účinky:

1. Kyselé deště výrazně zvyšují kyselost jezer, rybníků a nádrží, v důsledku čehož postupně vymírá jejich přirozená flóra a fauna. V důsledku změn v ekosystému vodních útvarů dochází k jejich zaplavování, ucpávání a přibývá nánosů. Kromě toho se v důsledku takových procesů voda stává nevhodnou pro lidské použití. Zvyšuje obsah solí těžkých kovů a různých toxických sloučenin, které jsou za normálních podmínek absorbovány mikroflórou nádrže.

2. Kyselé deště vedou k degradaci lesů a vymírání rostlin. Zvláště trpí jehličnaté stromy, protože pomalá obnova listů jim nedává příležitost nezávisle eliminovat účinky kyselých dešťů. Na takové srážky jsou velmi náchylné i mladé lesy, jejichž kvalita rapidně klesá. Při neustálém vystavení vodě s vysokou kyselostí stromy umírají.

3. V USA a Evropě kyselé deště jsou jednou z běžných příčin špatné úrody, vymírání zemědělských plodin na rozsáhlých územích. Navíc příčina takového poškození spočívá jak v přímém vlivu kyselých dešťů na rostliny, tak v poruchách mineralizace půdy.

4. Kyselé deště způsobují nenapravitelné škody na architektonických památkách, budovách a konstrukcích. Působení takové precipitace způsobuje zrychlenou korozi kovů a selhání mechanismů.

5. Při současné kyselosti, kterou kyselé deště mají, mohou v některých případech způsobit přímou újmu lidem a zvířatům. Nejdříve, lidé v rizikových oblastech trpí onemocněními horních cest dýchacích. Do saturace však den není tak daleko škodlivé látky v atmosféře dosáhne úrovně, při které budou vypadávat dostatečně vysoké koncentrace kyseliny sírové a dusičnanů ve formě srážek. V takové situaci bude ohrožení lidského zdraví výrazně vyšší.

JAK NA KYSELÉ DEŠTĚ?

Vypořádat se se samotnými srážkami je téměř nemožné. Kyselé deště, které padají na rozsáhlé oblasti, způsobují značné škody a konstruktivní řešenížádný takový problém není.

Jiná věc je, že v případě kyselých dešťů je kriticky nutné řešit nikoli důsledky, ale příčiny tohoto jevu. Vyhledávání alternativní zdroje výroba energie, vozidla šetrná k životnímu prostředí, nové výrobní technologie a technologie čištění emisí do atmosféry – to je neúplný výčet toho, o co se lidstvo musí postarat, aby následky nebyly katastrofální.

Tropické lesy jsou jedinečným rostlinným společenstvím vyznačujícím se druhovou bohatostí rostlin a živočichů. Ne náhodou si bílí cestovatelé vysloužili těmto místům uctivé jméno „zelené peklo“ pro jejich nepřístupnost, tajemnost a nebezpečí, která na každého, kdo se sem odváží vstoupit, čekají na každém kroku. Bohužel tento ekosystém, který za celou dobu existence země prošel nejmenšími změnami, nyní mizí alarmujícím tempem a to, co příroda vytvořila miliony let, může být člověkem zničeno v řádu desítek let. Důsledky mohou být nepředvídatelné.

Druhové rozšíření vegetace na zeměkoule závisí na klimatu a má zonální charakter. Nejúžasnější z těchto zón jsou tropické lesy, rostoucí v oblastech s nejpříznivějšími podmínkami pro růst a vývoj rostlin. To je usnadněno klimatem - tato zóna se vyznačuje vysokými, ale ne nadměrnými teplotami a vydatnými srážkami. Denní a roční teplotní výkyvy jsou malé a v důsledku toho v tropických lesích nedochází k žádným změnám ročních období a všechny dny jsou si navzájem podobné. Délka denního světla se také prakticky nemění po celý rok. Tady jsou zkrátka pro rostliny prakticky stvořené. ideální podmínky pro život. V tropických pralesích organický život doslova vře. Než strom stihne zemřít, okamžitě ho napadnou hordy hub, bakterií a hmyzu a lesní obři se během pár dní zcela rozloží na jednodušší látky, poskytující potravu mnoha dalším druhům. Proto je půda v tropických lesích neobvykle chudá a její produktivita se nedá srovnávat s bohatými zeměmi mírného pásma - tloušťka humusu pod baldachýnem tropického lesa sotva dosahuje několika milimetrů.

Výkonnější už být nemůže, protože padající listí se velmi rychle rozkládá a vše, co má byť jen sebemenší nutriční hodnotu, okamžitě konzumuje řada lidí, kteří to chtějí. Díky intenzivnímu obratu organické hmoty po miliony let si tropické pralesy vytvořily ideální rovnováhu. Určitě by to pokračovalo dál, ale přišel muž a barbarsky začal vykořisťovat Přírodní zdroje. A když tam nejsou stromy, tak bez toho tenká vrstva humus bude rychle vyčerpán. Hořící paprsky slunce, které se dotýkají země, ji rychle vysuší a zničí bakterie, které rozkládají organickou hmotu, a pod řídkým životodárným humusem jsou neplodné půdy, postrádající i známky organického života. Místo pokácených stromů tak velmi rychle zaujímá neživá poušť. Na světových trzích je dřevo mnoha druhů tropických stromů vysoce ceněno, a tak není divu, že velké obchodní společnosti ho začaly těžit za každou cenu. Nejcennější dřeviny z obchodního hlediska rostou prorostlé jinými druhy, aniž by se vytvářely samostatné skupiny – a aby je získaly, jsou harvestory nuceny ničit velké lesní plochy.

Když spadnou, lesní obři rozdrtí další rostliny a těžká technika, která převáží kmeny ke zpracování, způsobí v lese nenapravitelné škody a svými pásy a koly ničí svrchní vrstvu půdy. Nicméně výroba cenné druhy stromy nejsou jedinou hrozbou pro rovníkové lesy, které jsou masivně pohlcovány požáry. Požáry v těchto místech zuří ze dvou hlavních důvodů: zaprvé někdy není likvidace dřevin s nízkou hodnotou opodstatněná a dřevorubci je jednoduše spálí přímo na místě kácení; druhým důvodem je lidská zemědělská činnost. V první řadě mluvíme o primitivních kmenech, které dodnes přežily v tropických pralesích a vyklízejí místa pro svá pole tím nejprimitivnějším způsobem – vypalováním lesa.

S touto škodou se však dalo ještě smířit, protože po odchodu kmene se po dvou až třech letech zpravidla obnovují relativně malé vypálené plochy lesa.

Ale hlavním nebezpečím je, že tak primitivní proces rozšiřování orné půdy v mnoha rovníkových zemích nabývá celostátního měřítka a ekologická situace se dramaticky mění - v hlubinách tropických pralesů se stále častěji objevují rozlehlá pole, kolem kterých se osady farmářů rostou. K takové expanzi dochází například v Brazílii, kde vláda při hledání ekonomických rezerv investuje obrovské peníze do propagace zemědělského sektoru hluboko do amazonských pralesů. V některých oblastech tropických pralesů byla objevena ložiska cenných nerostů, a pokud se potvrdí ekonomická proveditelnost jejich rozvoje, začíná velmi rychle těžba surovin těmi nejlevnějšími. otevřená metoda- jeden z těchto lomů v Amazonii se rozkládá na ploše několika set kilometrů čtverečních.

Brazílie přijala vládní program na vytvoření chemických a farmaceutických podniků v Amazonii. Obrovské oblasti podél břehů Amazonky jsou otráveny rtutí, kterou využívají těžaři zlata. Když se staví dálnice, které protínají tropické pralesy, široké asfaltové pásy narušují jednotu ekosystému a ohrožují životy zvířat. V tropických lesích je mnoho řek, které jsou známé svými malebnými vodopády. Pro rozvoj ekonomiky však tato přírodní krása nemá žádný význam – civilizované návštěvníky zajímá pouze zisk skrytý v bezplatné energii, kterou mohou řeky poskytnout. Proto v tropických lesích dochází k rychlé výstavbě vodních elektráren s příchodem celý systém přehrady – a pak se zaplaví obrovské lesní plochy, změní se bilance povrchových a podzemních vod.

Mezitím hraje výhradně obrovská zelená masa tropických pralesů důležitá role při stabilizaci zemské atmosféry. Během fotosyntézy listy absorbují oxid uhličitý a produkují kyslík, který má velká důležitost udržet rovnováhu těchto plynů v přírodě a zachránit planetu před hrozbami, které ji ohrožují skleníkový efekt. Zmenšení zeleného krytu na polovinu lze přirovnat k operaci, kdy byla zdravému člověku vyříznuta jedna plíce. Tropické lesy rostou v oblastech s vysokými srážkami. K těmto srážkám ale do značné míry dochází právě díky vlhkým lesům, které procesem výparu dodávají atmosféře neuvěřitelné množství energie. velký počet vodní pára. Ničení lesů vede k mizení vody a stínu a spalující horké slunce v těchto zeměpisných šířkách velmi rychle završí proces dezertifikace. Vědci odhadli, že dnes žije miliarda farmářů v obdělávaných oblastech, které kdysi tvořily tropické pralesy. Klimatologové bijí na poplach – pokud budou tropické pralesy i nadále ničeny stejným tempem, planeta čelí globálnímu suchu, rostoucím teplotám a výskytu nezmenšených hurikánů.

Zmenšující se plocha tropických lesů také představuje hrozbu, jako je nenapravitelná ztráta mnoha druhů flóry a fauny. Bylo zjištěno, že 45 % všech rostlinných druhů, 96 % členovců, 45 % savců a 30 % ptáků žilo v nedotčených tropických pralesích. S ničením lesů zmizelo mnoho druhů a zároveň se snížila biologická rozmanitost planety – a s každým mizejícím druhem lidstvo ztrácí část genetické informace nashromážděné na Zemi. Mimochodem, mezi umírajícími druhy je mnoho takových, o kterých ani věda neví, a je možné, že listy, kořeny a plody některých neznámých rostlin obsahují chemické sloučeniny, které dokážou léčit například zhoubné nádory. Zvířata také umírají - nejčastěji kvůli tomu, že lidé změní nebo zničí jejich obvyklé stanoviště.

Osud tropických pralesů trápí tisíce lidí a desítky organizací, které se snaží zastavit proces vyhlazování unikátní biocenózy. Existují různé způsoby, jak chránit přírodu. Velký ekologických organizací v evropských zemích a Severní Amerika bojkotovat prodej výrobků z tropického dřeva; Mezinárodní společnost pro obchod s tropickým dřevem zase vyvinula metody racionální použití tento druh suroviny.

To vše se neděje jen kvůli lásce k přírodě – nechybí ani rozumná komerční kalkulace: ekonomové spočítali, že dravý postoj k lesům dříve nebo později povede k poklesu obchodu se dřevem, takže některé země začínají vytvářet plantáže cenné druhy tropických stromů. Výhody toho pocítí až budoucí generace – takové stromy rostou desítky let. Ale již dnes je řadě výrobků přiřazena značka, která označuje, že výrobek je vyroben ze dřeva pěstovaného na plantáži. Nicméně nejvíce nejlepší možnost zachovat tropické pralesy v jejich původní podobě – vytvořit síť národních parků. Akce, která soukromým osobám umožnila nákup malých ploch tropických pralesů, měla velký morální dopad – z takových symbolických nákupů nakonec vznikl národní park v Kostarice.

Země s tropickými pralesy již pochopily, že je lepší vydělávat peníze na bohatých turistech, kteří chtějí na vlastní oči vidět jedinečnou rozmanitost tropické flóry a fauny, než ničit tento neustálý zdroj zisku. Do programu sběru a recyklace papíru a lepenky se zapojuje stále více společností. Mezinárodní měnový fond poskytl Indonésii finanční pomoc na náhradu škod způsobených likvidací zkorumpovaného konsorcia obchodujícího se dřevem v zemi. Svět vědy a politiky stále častěji pořádá konference o ochraně „zelených plic Země“. Zda to vše přinese rychlé výsledky, není známo. Zůstává ale naděje, že v příštích letech se lavinovitá redukce rozlohy tropických lesů zastaví.

Související informace.

Z kyslíku pod vlivem ultrafialových paprsků. Atmosféra Země má ve výšce asi 25 kilometrů ozónovou vrstvu: vrstva tohoto plynu těsně obklopuje naši planetu a chrání ji před vysokou koncentrací ultrafialového záření. Nebýt tohoto plynu, intenzivní záření mohlo zabít veškerý život na Zemi.

Ozonová vrstva je poměrně tenká, nedokáže zcela ochránit planetu před pronikáním záření, které má škodlivý vliv na stav a způsobuje nemoci. Ale na dlouhou dobu to stačilo k ochraně Země před nebezpečím.

V 80. letech 20. století bylo zjištěno, že v ozonové vrstvě jsou oblasti, kde je obsah tohoto plynu značně snížen – tzv. ozonové díry. První díru nad Antarktidou objevili britští vědci, byli ohromeni rozsahem jevu – oblast o průměru více než tisíc kilometrů neměla téměř žádnou ochrannou vrstvu a byla vystavena silnějšímu ultrafialovému záření.

Později byly nalezeny další ozónové díry, menších rozměrů, ale neméně nebezpečné.

Příčiny vzniku ozónové díry

Mechanismus vzniku ozonové vrstvy v zemské atmosféře je poměrně složitý a k jejímu narušení mohou vést různé důvody. Zpočátku vědci navrhovali mnoho verzí: vliv částic vzniklých při atomových explozích a dopad erupce sopky El Chicon; dokonce byly vyjádřeny názory na činnost mimozemšťanů.

Důvodem úbytku ozonové vrstvy může být nedostatek slunečního záření, tvorba stratosférických mraků, polární víry, ale nejčastěji klesá koncentrace tohoto plynu v důsledku jeho reakcí s různými látkami, které mohou být jak přírodní, tak antropogenní. . Molekuly jsou zničeny pod vlivem vodíku, kyslíku, chloru a organických sloučenin. Zatímco vědci nemohou s konečnou platností říci, zda je tvorba ozonových děr z velké části způsobena lidské aktivity nebo je to přirozené.

Bylo prokázáno, že freony uvolňované při provozu mnoha zařízení způsobují ztráty ozónu ve středních a vysokých zeměpisných šířkách, ale neovlivňují vznik polárních ozónových děr.

Je pravděpodobné, že ke vzniku ozonových děr vedla kombinace mnoha lidských a přírodních faktorů. Na jedné straně se zvýšila sopečná aktivita, na druhé lidé začali vážně ovlivňovat přírodu – ozonovou vrstvu může poškodit nejen uvolňování freonu, ale i srážky s nepovedenými satelity. Díky poklesu počtu vybuchujících sopek od konce 20. století a omezením používání freonů se situace začala mírně zlepšovat: vědci nedávno zaznamenali nad Antarktidou malou díru. Podrobnější studium poškozování ozónové vrstvy umožní vzniku těchto oblastí zabránit.

Není žádným tajemstvím, že naše planeta Země je jedinečná Sluneční Soustava, protože je to jediná planeta, na které existuje život. A vznik života na Zemi byl možný díky speciální ochranné kouli ozónu, která pokrývá naši planetu ve výšce 20-50 km. Co je ozón a proč je potřeba? Samotné slovo „ozón“ je z řečtiny přeloženo jako „vonící“, protože je to jeho vůně, kterou můžeme cítit. Ozon je modrý plyn skládající se z tříatomových molekul, v podstatě ještě koncentrovanějšího kyslíku. Význam ozónu je obrovský, protože chrání Zemi před škodlivými účinky ultrafialových paprsků přicházejících ze Slunce. My lidé si bohužel nevážíme toho, co příroda (či Bůh) stvořila za miliardy let a jedním z důsledků destruktivní lidské činnosti byl vznik ozónových děr, o kterých si povíme v dnešním článku.

Co jsou ozónové díry?

Nejprve si definujme samotný pojem „ozónová díra“ a co to je. Faktem je, že mnoho lidí si mylně představuje ozónovou díru jako nějakou díru v atmosféře naší planety, tedy místo, kde ozónová koule zcela chybí. Ve skutečnosti to není tak úplně pravda, není to tak, že by úplně chyběl, jde jen o to, že koncentrace ozonu v místě ozonové díry je několikanásobně nižší, než by měla být. Díky tomu se ultrafialové paprsky snáze dostávají na povrch planety a uplatňují svůj destruktivní účinek právě v oblastech ozonových děr.

Kde jsou ozónové díry?

V tomto případě bude přirozenou otázkou umístění ozónových děr. První ozonová díra v historii byla objevena v roce 1985 nad Antarktidou, průměr této ozónové díry byl podle vědců 1000 km. Tato ozonová díra má navíc velmi zvláštní chování: objevuje se pokaždé v srpnu a mizí na začátku zimy, aby se znovu objevila v srpnu.

O něco později však další ozónová díra, menší velikosti, byl objeven již nad Arktidou. V současné době bylo objeveno mnoho malých ozónových děr na různých místech, ale ozónová díra nad Antarktidou je na prvním místě co do velikosti.

Fotografie ozonové díry nad Antarktidou.

Jak vznikají ozónové díry?

Faktem je, že na pólech se díky tamní nízké teplotě tvoří stratosférická mračna obsahující ledové krystalky. Když se tato oblaka dostanou do kontaktu s molekulárním chlorem vstupujícím do atmosféry, dochází k celé řadě chlórových dějů, jejichž výsledkem je destrukce molekul ozonu, čímž se snižuje jeho množství v atmosféře. A v důsledku toho vzniká ozónová díra.

Příčiny ozónových děr

Jaké jsou příčiny ozónových děr? Důvodů tohoto jevu je několik a nejdůležitější z nich je znečištění. životní prostředí. Mnoho továren, továren a tepelných elektráren spalujících spaliny vypouští do atmosféry, včetně neblahého chlóru, který se již dostává do ovzduší. chemické reakce, dělá boom v atmosféře.

Také výskyt ozónových děr byl značně usnadněn jadernými testy provedenými v minulém století. Během jaderných výbuchů se do atmosféry dostávají oxidy dusíku, které vstupující do chemických reakcí s ozonem ji také ničí.

Ke vzniku ozónových děr přispívají i letadla létající v oblacích, protože každý jejich let je doprovázen uvolňováním stejného oxidu dusíku do atmosféry, který ničí naši ochrannou ozónovou kouli.

Důsledky ozónových děr

Důsledky rozpínání ozonových děr samozřejmě nejsou nejrůžovější – kvůli zvýšenému ultrafialovému záření může přibývat lidí s rakovinou kůže. Kromě toho klesá obecná imunita člověka, což vede k mnoha dalším nemocem. Zvýšeným ultrafialovým zářením procházejícím ozónovou dírou však mohou trpět nejen lidé, ale také například obyvatelé horních vrstev oceánu: krevety, krabi, řasy. Proč jsou pro ně ozónové díry nebezpečné? Všechny stejné problémy s imunitou.

Jak se vypořádat s ozónovými dírami

Vědci navrhli následující řešení problému ozonových děr:

• Začněte regulovat emise poškozující ozónovou vrstvu chemické prvky v atmosféře.
• Začněte individuálně obnovovat množství ozónu v místě ozónových děr. Chcete-li to provést tímto způsobem, pomocí letadel ve výšce 12-30 km rozprašujte kus ozónu do atmosféry. Nevýhodou této metody je nutnost značných ekonomických nákladů a značné množství ozónu musí být rozprášeno do atmosféry najednou. moderní technologie, bohužel, nemožné.

Ozonové díry, video

A na závěr zajímavý dokument o ozonových dírách.

Úvod

Ozonová díra o průměru přes 1000 km byla poprvé objevena v roce 1985 na jižní polokouli Antarktidy skupinou britských vědců. Každý srpen se objevil a přestal existovat v prosinci nebo lednu. Další menší díra se tvořila nad severní polokoulí v Arktidě.

Ozonová díra- lokální pokles koncentrace ozonozonové vrstvy Země. Podle obecně uznávané teorie ve vědecké komunitě se ve 2. polovině 20. stol. antropogenní faktor v podobě uvolňování freonů obsahujících chlor a brom vedlo k výraznému ztenčení ozonové vrstvy, viz např. zpráva Světové meteorologické organizace:

Tyto a další nedávné vědecké údaje potvrzují závěr předchozích hodnocení, že převaha vědeckých důkazů naznačuje, že pozorovaná ztráta ozonu ve středních a vyšších zeměpisných šířkách je způsobena především antropogenními sloučeninami obsahujícími chlór a brom.

Podle jiné hypotézy může být proces vzniku „ozonových děr“ do značné míry přirozený a nesouvisející pouze se škodlivými vlivy lidské civilizace.

Vzdělávací mechanismus

Kombinace faktorů vede ke snížení koncentrace ozonu v atmosféře, z nichž hlavním je odumírání molekul ozonu při reakcích s různými látkami antropogenního a přírodního původu, absence slunečního záření během polární zimy, zvláště stabilní polární vír, který brání pronikání ozonu ze subpolárních šířek, a vznik polárních stratosférických mraků (PSC), na jejichž povrchu částice katalyzují reakce rozpadu ozonu. Tyto faktory jsou charakteristické zejména pro Antarktidu, v Arktidě je polární vír mnohem slabší kvůli absenci kontinentálního povrchu, teplota je o několik stupňů vyšší než v Antarktidě a PSO jsou méně časté a mají také tendenci se rozpadat. časný podzim. Jelikož jsou molekuly ozonu chemicky aktivní, mohou reagovat s mnoha anorganickými a organickými sloučeninami. Hlavními látkami, které přispívají k destrukci molekul ozonu, jsou jednoduché látky (vodík, atomy kyslíku, chlorid bromu), anorganické (chlorovodík, oxid dusnatý) a organické sloučeniny (methan, fluorochlor a fluorobromfreony, které uvolňují atomy chloru a bromu). Na rozdíl například od hydrofluorofreonů, které se rozkládají na atomy fluoru, které zase rychle reagují za vzniku stabilního fluorovodíku. Fluor se tedy nepodílí na rozkladných reakcích ozonu.Jód také neničí stratosférický ozon, protože organické látky obsahující jód jsou téměř úplně spotřebovány v troposféře. Hlavní reakce, které přispívají k destrukci ozonu, jsou uvedeny v článku pro-ozonová vrstva.

Důsledky

Oslabování ozónové vrstvy zvyšuje tok slunečního záření na Zemi a způsobuje nárůst počtu rakovin kůže u lidí. Rostliny a zvířata také trpí zvýšenou úrovní radiace.

Obnova ozónové vrstvy

Přestože lidstvo přijalo opatření k omezení emisí freonů obsahujících chlór a brom přechodem na jiné látky, jako jsou freony obsahující fluor bude proces obnovy ozonové vrstvy trvat několik desetiletí. Za prvé je to dáno obrovským objemem již nahromaděných freonů v atmosféře, které mají životnost desítky a dokonce stovky let. Uzavření ozonové díry by se proto nemělo očekávat dříve než v roce 2048.

Mylné představy o ozónové díře

Existuje několik rozšířených mýtů o vzniku ozónových děr. Navzdory své nevědecké povaze se často objevují v médiích – někdy z neznalosti, jindy podporované příznivci konspirační teorie. Některé z nich jsou uvedeny níže.

Freony jsou hlavními ničiteli ozonu

Toto tvrzení platí pro střední a vysoké zeměpisné šířky. Ve zbytku je cyklus chlóru zodpovědný za pouze 15-25 % ztráty ozonu ve stratosféře. Je třeba poznamenat, že 80 % chloru je antropogenního původu. (další podrobnosti o přínosu různých cyklů viz čl. ozónová vrstva). To znamená, že lidský zásah značně zvyšuje příspěvek cyklu chlóru. A to se stávající tendencí ke zvýšení produkce freonů před vstupem v platnost Montrealský protokol(10 % ročně) 30 až 50 % celkových ztrát ozonu v roce 2050 by bylo způsobeno expozicí freonům. Před zásahem člověka byly procesy tvorby a ničení ozonu v rovnováze. Ale freony emitované lidskou činností posunuly tuto rovnováhu směrem ke snížení koncentrace ozonu. Co se týče polárních ozonových děr, tady je situace úplně jiná. Mechanismus destrukce ozonu se zásadně liší od vyšších zeměpisných šířek, klíčovou fází je přeměna neaktivních forem látek obsahujících halogen na oxidy, ke které dochází na povrchu částic polárních stratosférických oblaků. A v důsledku toho se při reakcích s halogeny zničí téměř veškerý ozón, chlor má na svědomí 40-50 % a brom asi 20-40 %.

DuPont inicioval zákaz starých a přechod na nové typy freonů, protože jejich patent vypršel

DuPont poté, co zveřejnil údaje o účasti freonů na ničení stratosférického ozónu, přijal tuto teorii s nepřátelstvím a utratil miliony dolarů na tiskovou kampaň na ochranu freonů. Předseda DuPont napsal v článku v Chemical Week 16. července 1975, že teorie úbytku ozónové vrstvy je sci-fi, nesmysl a nedává žádný smysl. Kromě DuPontu řada společností po celém světě vyráběla a vyrábí různé druhy freonů bez licenčních poplatků.

Freony jsou příliš těžké na to, aby se dostaly do stratosféry

Někdy se tvrdí, že protože molekuly freonu jsou mnohem těžší než dusík a kyslík, nemohou dosáhnout stratosféry ve významných množstvích. Atmosférické plyny jsou však zcela smíchány a nejsou odděleny nebo tříděny podle hmotnosti. Odhady potřebné doby pro difúzní stratifikaci plynů v atmosféře vyžadují doby v řádu tisíců let. V dynamické atmosféře je to samozřejmě nemožné. Procesy vertikálního přenosu hmoty, konvekce a turbulence zcela promíchají atmosféru pod turbopauzou mnohem rychleji. Proto jsou i tak těžké plyny, jako jsou inertní freony, rovnoměrně distribuovány v atmosféře, včetně dosahování stratosféry. Experimentální měření jejich koncentrací v atmosféře to potvrzuje, viz např. vpravo graf rozložení freonu CFC-11 podle výšky. Měření také ukazují, že plynům uvolněným na zemský povrch trvá asi pět let, než se dostanou do stratosféry, viz druhý graf vpravo. Pokud by se plyny v atmosféře nemísily, pak by tak těžké plyny z jejího složení, jako je oxid uhličitý, vytvořily na zemském povrchu vrstvu o tloušťce několika desítek metrů, která by učinila zemský povrch neobyvatelným. Naštěstí tomu tak není. Ikrypton s atomovou hmotností 84 a helium s atomovou hmotností 4 mají stejnou relativní koncentraci jak blízko povrchu, tak až do výšky 100 km. Vše výše uvedené samozřejmě platí pouze pro plyny, které jsou relativně stabilní, jako jsou freony nebo inertní plyny. Látky, které reagují a také podléhají různým fyzikálním vlivům, řekněme se rozpouštějí ve vodě, mají koncentrační závislost na nadmořské výšce.

Hlavní zdroje halogenů jsou přírodní, nikoli antropogenní

Předpokládá se, že přírodní zdroje halogenů, jako jsou sopky a oceány, jsou pro proces ničení ozónu významnější než ty, které produkují lidé. Aniž bychom zpochybňovali příspěvek přírodních zdrojů k celkové bilanci halogenů, je třeba poznamenat, že se obecně nedostávají do stratosféry, protože jsou rozpustné ve vodě (hlavně chloridové ionty a chlorovodík) a jsou vyplavovány atmosféru, padající jako déšť na zem. Také přírodní sloučeniny jsou méně stabilní než freony, například methylchlorid má životnost v atmosféře jen asi rok, ve srovnání s desítkami a stovkami let u freonů. Proto je jejich příspěvek k destrukci stratosférického ozonu poměrně malý. Dokonce i vzácná erupce hory Pinatubo v červnu 1991 způsobila pokles hladiny ozonu nikoli v důsledku uvolněných halogenů, ale v důsledku tvorby velké masy aerosolů kyseliny sírové, jejíž povrch katalyzoval reakce ničení ozonu. Naštěstí po pouhých třech letech byla z atmosféry odstraněna téměř celá masa sopečných aerosolů. Sopečné erupce jsou tedy relativně krátkodobé faktory ovlivňující ozonovou vrstvu, na rozdíl od freonů, které mají životnost desítky a stovky let.

Ozónová díra musí být umístěna nad zdroji freonů

Mnoho lidí nechápe, proč se v Antarktidě tvoří ozónová díra, když k hlavním emisím freonů dochází na severní polokouli. Faktem je, že freony jsou dobře promíchány v troposféře a stratosféře. Díky své nízké reaktivitě se ve spodních vrstvách atmosféry prakticky nespotřebovávají a mají životnost několik let až desetiletí. Snadno se proto dostanou do horních vrstev atmosféry. Antarktická „ozónová díra“ neexistuje věčně. Objevuje se koncem zimy - začátkem jara. Důvody, proč ozonová díra v Antarktidě vzniká, souvisí s místním klimatem. Nízké teploty antarktické zimy vedou k vytvoření polárního víru. Vzduch uvnitř tohoto víru se pohybuje hlavně po uzavřených trajektoriích kolem jižního pólu. V této době není polární oblast osvětlena Sluncem a ozón tam nevzniká. S příchodem léta se množství ozónu zvyšuje a vrací se na předchozí úroveň. To znamená, že kolísání koncentrace ozonu nad Antarktidou je sezónní. Pokud však sledujeme roční průměrnou dynamiku změn koncentrace ozonu a velikosti ozonové díry v posledních desetiletích, pak existuje přísně definovaná tendence koncentrace ozonu klesat.

Ozón se ničí pouze nad Antarktidou

Dynamika změn ozonové vrstvy nad Arosou ve Švýcarsku

To není pravda, hladiny ozonu také klesají v celé atmosféře. Ukazují to výsledky dlouhodobého měření koncentrací ozonu v různých částech planety. Na graf koncentrací ozonu nad Arosou ve Švýcarsku se můžete podívat vpravo.