Озоновый слой и почему он важен

Озоновый слой — это область атмосферы Земли, где содержится особенно много озона. Озон — газ, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода. Сам по себе озон встречается в атмосфере в небольших количествах, но его роль огромна: высоко над поверхностью Земли он поглощает значительную часть опасного ультрафиолетового излучения Солнца. Благодаря этому до поверхности доходит меньше лучей, способных повреждать живые клетки.

Где находится озоновый слой

Воздух вокруг Земли образует атмосферу. Она состоит из нескольких слоёв. Мы живём в нижнем слое — тропосфере. Выше находится стратосфера. Именно в стратосфере сосредоточена основная часть атмосферного озона. Чаще всего говорят, что озоновый слой особенно заметен примерно на высотах от 20 до 30 километров, хотя у него нет чёткой нижней и верхней границы.

Название «слой» может создать впечатление, будто над Землёй висит сплошная плёнка из озона. На самом деле это не так. Озон перемешан с другими газами атмосферы, а его количество меняется с высотой, временем года и районом планеты.

Что такое ультрафиолетовые лучи

Солнечный свет состоит из разных видов излучения. Часть из них мы видим как обычный свет, а часть человеческий глаз не замечает. К невидимому излучению относится ультрафиолетовое, или УФ-излучение. Оно бывает нескольких типов. Особенно важна защита от той части ультрафиолета, которая может повреждать клетки кожи, глаза, растения и мельчайшие организмы.

Как образуется и разрушается озон

В верхней атмосфере постоянно идут химические превращения. Под действием солнечного излучения обычные молекулы кислорода могут распадаться, а затем отдельные атомы кислорода соединяются с другими молекулами кислорода и образуют озон. Одновременно молекулы озона снова разрушаются. Поэтому озоновый слой — не неподвижный запас газа, а часть постоянно меняющейся системы.

Когда образование и разрушение примерно уравновешены, количество озона остаётся достаточно стабильным. Проблема возникает, если в стратосфере появляются вещества, которые резко ускоряют разрушение озона.

Почему озоновый слой важен для живых организмов

Защита человека

Слишком сильное ультрафиолетовое излучение способно повреждать клетки кожи и глаз. У человека оно повышает риск солнечных ожогов, заболеваний глаз и некоторых видов рака кожи. Озоновый слой не отменяет необходимость защищаться от яркого солнца, но без него естественная защита Земли была бы значительно слабее.

Защита растений

Растениям нужен солнечный свет для фотосинтеза, однако чрезмерное ультрафиолетовое излучение может повреждать их ткани и нарушать рост. Это важно и для дикой природы, и для сельского хозяйства.

Защита водных сообществ

У поверхности морей и океанов живут микроскопические организмы, в том числе фитопланктон. Он участвует в пищевых цепях и фотосинтезе. Сильное ультрафиолетовое воздействие может вредить чувствительным организмам, особенно тем, которые находятся близко к поверхности воды.

Почему озон бывает «полезным» и «вредным»

Один и тот же газ может играть разную роль в зависимости от того, где он находится. Высоко в стратосфере озон полезен: он защищает Землю от ультрафиолета. Но озон у поверхности Земли является загрязнителем воздуха. Он может образовываться в результате химических реакций между другими загрязняющими веществами под действием солнечного света и раздражать дыхательную систему.

Поэтому фразы «озон полезен» и «озон вреден» обе могут быть верными, если уточнить место. Для школьного доклада важно запомнить: стратосферный озон защищает, а приземный озон в повышенных концентрациях загрязняет воздух.

Что означает «озоновая дыра»

Озоновая дыра — это не отверстие, через которое можно «увидеть космос». Так называют сильное сезонное уменьшение количества озона в стратосфере над определённой областью. Наиболее известное явление наблюдается над Антарктикой весной Южного полушария.

Особые условия полярной зимы и весны помогают химическим реакциям, которые разрушают озон. Важную роль в этом процессе сыграли созданные человеком озоноразрушающие вещества, содержащие хлор и бром.

Какие вещества разрушали озоновый слой

В XX веке широко применялись хлорфторуглероды, или ХФУ. Их использовали, например, в холодильной технике, аэрозольных системах и некоторых производственных процессах. В нижней атмосфере эти соединения были довольно устойчивыми, поэтому могли сохраняться долго. Постепенно часть молекул попадала в стратосферу, где под действием ультрафиолета высвобождались атомы хлора. Один такой атом мог участвовать во многих циклах разрушения озона.

Позднее стало ясно, что необходимо резко сократить производство и использование озоноразрушающих веществ.

Как люди начали защищать озоновый слой

В 1987 году страны приняли Монреальский протокол — международное соглашение об ограничении веществ, разрушающих озоновый слой. Со временем список контролируемых веществ расширялся, а их производство и потребление сокращались. Международные оценки показывают, что почти все запрещённые озоноразрушающие вещества уже выведены из обращения в рамках предусмотренных мер.

Озоновый слой восстанавливается медленно, потому что некоторые старые вещества способны десятилетиями сохраняться в атмосфере. Поэтому даже после прекращения их выпуска результат проявляется не сразу. Учёные продолжают измерять содержание озона со спутников, наземных станций и воздушных приборов.

Озоновый слой и изменение климата — одно и то же?

Нет. Разрушение озонового слоя и современное изменение климата — разные экологические проблемы. Озоновый слой связан прежде всего с количеством стратосферного озона и защитой от ультрафиолета. Изменение климата связано с ростом содержания парниковых газов и изменением теплового баланса Земли.

Однако эти процессы могут быть связаны через атмосферную химию. Некоторые вещества влияют и на озон, и на климат. Поэтому международные меры по защите атмосферы иногда дают сразу несколько полезных эффектов.

Можно ли увидеть озоновый слой глазами

Нет. Он находится слишком высоко и слишком разрежен, чтобы выглядеть как цветная оболочка. Учёные определяют количество озона специальными приборами. Результаты можно показывать на картах, где разные цвета обозначают разное содержание озона над территориями.

Такие наблюдения помогают понять, как озоновый слой меняется в разные сезоны и годы и насколько успешно действуют меры защиты.

Как школьник может беречь атмосферу

Ребёнок не может самостоятельно изменить международные правила, но может понимать, почему они нужны. Полезно бережно относиться к бытовой технике, сдавать старые холодильники и кондиционеры через подходящие службы, не повреждать оборудование с хладагентами и соблюдать правила обращения с аэрозольными и техническими веществами. Самостоятельно разбирать холодильное оборудование нельзя.

Также важно помнить о защите от солнца: в часы сильного ультрафиолета помогают тень, закрытая лёгкая одежда, головной убор и другие разумные меры. Наличие озонового слоя не означает, что солнечный ультрафиолет полностью исчезает.

Несколько важных фактов

• Озон состоит из трёх атомов кислорода, а обычный молекулярный кислород — из двух.
• Основная часть атмосферного озона находится в стратосфере.
• Озоновый слой не имеет чётких краёв и не является твёрдой оболочкой.
• Его главная польза для жизни — уменьшение потока опасного ультрафиолетового излучения.
• «Озоновая дыра» означает сильное истончение слоя, а не настоящее отверстие.
• Защита озонового слоя стала примером международного решения крупной экологической проблемы.

Краткий план доклада

1. Что такое озон и где находится озоновый слой.
2. Что такое ультрафиолетовое излучение.
3. Как озон защищает живые организмы.
4. Почему озоновый слой истончался.
5. Что называют озоновой дырой.
6. Как Монреальский протокол помог защите атмосферы.
7. Почему наблюдения за озоном продолжаются.

Вывод

Озоновый слой — тонкая по количеству вещества, но чрезвычайно важная часть атмосферы. Он поглощает значительную часть опасного ультрафиолетового излучения и тем самым помогает защищать людей, животных, растения и водные сообщества. История истончения озонового слоя показала, что деятельность человека способна менять даже верхние слои атмосферы, но также показала другое: научные исследования и согласованные действия многих стран могут уменьшить экологическую опасность. Поэтому сохранение озонового слоя остаётся важной задачей для всего мира.