Ozonske rupe važan su ekološki problem našeg vremena. Atmosfera sprječava uništavanje ekosustava, štiti ga od ultraljubičastog zračenja i krhotina iz svemira. No, krajem 20. stoljeća znanstvenici su otkrili ozonsku rupu na Antarktici, koja je bila stanjivanje ozonskog omotača, tako neophodnog za zaštitu zemljine površine.

Ozonske rupe, čije su uzroke i posljedice stručnjaci već dobro proučili, ugrožavaju živote ljudi, životinja i biljaka.

Što su ozonske rupe?

Ozonski omotač dio je stratosfere. Prostire se na nadmorskoj visini od 12 do 30 km. Što je veći sadržaj ozona, to je Zemlja zaštićenija od štetnih učinaka sunčeve svjetlosti. Zanimljiva činjenica: prvi put su počeli govoriti o stanjivanju zaštitne ljuske 1957. godine. Ozonska rupa postala je prijetnja životu na Zemlji.

Suština problema

Izvor stvaranja ozona je kisik, koji je izložen ultraljubičastom zračenju. Takva reakcija dovodi do činjenice da je planet obavijen slojem plina kroz koji zračenje ne prodire. Problemu stanjivanja ozonskog omotača velika pozornost počela se pridavati 80-ih godina. 20. stoljeće. Otkrivačem fenomena zasluženo se smatra britanski znanstvenik J.Farman.

Na takvim mjestima dolazi do smanjenja količine ozona. Njegova koncentracija se smanjuje na 30-35%. Kroz ta područja ultraljubičaste zrake slobodno prodiru u atmosferu i spaljuju sav život na planetu.

Mjesta rupa

J. Farmen kao dio istraživačke grupe 1985. godine otkrio je najveći OD nad Antarktikom. Istovremeno, ova se anomalija pojavila ljeti, u kolovozu. Zimi, u prosincu-siječnju, plin se počeo kondenzirati i toliko stezao rupu nastalu ljeti da je potpuno nestala. Nastavljajući studiju, znanstvenici su pronašli mnoge druge male OD. Rupe su lokalizirane iznad Arktika, postojale su oko 7 dana, nakon čega je školjka obnovljena.

Sada se karta ozonskih rupa stalno mijenja, zbog doba godine. Najčešće se formiraju tijekom toplih razdoblja. Kritične točke na kojima se opaža stanjenje ljuske su na visini od 19 km iznad Zemlje.

Kako nastaju OD?

Postoji nekoliko razloga za pojavu OD. Jedan od njih je, prema mišljenju stručnjaka, posljedica prirodnih pojava koje se promatraju na polovima Zemlje. Teoretsko opravdanje prisutnosti ove anomalije svodi se na postojanje polarnih noći, tijekom kojih sunčeve zrake ne dopiru do površine Zemlje, što onemogućuje stvaranje ozona. To dovodi do pojave stratosferskih oblaka, s kojima se prenose mali kristali leda koji sadrže klor. Ova tvar ima destruktivan učinak na atmosferu.

Drugi razlog koji negativno utječe na stanje zaštitne ljuske su razdoblja vulkanske aktivnosti koja se promatraju na površini Zemlje. Tijekom vulkanskih erupcija dolazilo je i još uvijek dolazi do intenzivnih emisija produkata izgaranja koji doprinose razaranju slojeva stratosfere.

Freon, koji je skupina ugljikovodika s atomima fluora, također ima snažan negativan učinak na cjelovitost zaštitnih slojeva.

Ozonska rupa nastaje kao rezultat uništavanja ozona pod utjecajem kemijskih spojeva koji se oslobađaju u atmosferu kao rezultat antropogenih čimbenika.

Glavni razarači ozonskog omotača

Tehnološki napredak i ML neraskidivo su povezani. Glavni izvor štetnih tvari koje uništavaju ozon su razna postrojenja, tvornice, plinske termoelektrane i sl. Njihove emisije koje sadrže elemente kao što su vodik, brom, kisik, produkti izgaranja, ulazeći u atmosferu, smanjuju količinu ozona, što dovodi do do stanjivanja zaštitne ovojnice.

Velika količina energije koja se oslobađa tijekom nuklearnih pokusa popraćena je oslobađanjem dušika. Ova tvar reagira s ozonom, uništavajući ga. Stručnjaci su izračunali da je u razdoblju od 1950. do 1970. godine, kao posljedica eksplozija na poligonima za nuklearna ispitivanja, u atmosferu ispušteno više od 3 milijuna tona dušika.

Oksidi ovog elementa proizvode se u mlaznim zrakoplovnim motorima. S povećanjem snage motora, temperatura u komorama za izgaranje raste. Godišnje se u atmosferu ispusti dušik u količini većoj od 1 milijun tona. 1/3 ovog iznosa otpada na rad mlaznih zrakoplovnih motora.

Štetno djelovanje na ozon imaju i mineralna gnojiva koja se u velikim količinama koriste u poljoprivredi. Kemijski elementi uključeni u njih, reagirajući s bakterijama u tlu, proizvode dušik, koji se potom oksidira.

Hipoteze o prirodnom podrijetlu OD

Ruski istraživači ističu da je stanjivanje ozonskog omotača fenomen koji je nastao isključivo prirodnim uzrocima. Tako je 1999. godine objavljen znanstveni rad čiji su autori A.P. Kapitsa i A.A. Gavrilov. Objavljeno je na temelju Moskovskog državnog sveučilišta NPO Typhoon. Prema ruskim znanstvenicima, smanjenje ozonskog omotača primijećeno je na Zemlji i prije nego što su to otkrili njihovi britanski kolege.

A. P. Kapitsa i A. A. Gavrilov eksperimentalno su utvrdili da postoji niz prirodnih čimbenika koji pridonose smanjenju količine ozona u stratosferi, a utjecaj tih čimbenika stalno raste. Na takvim mjestima može nastati ozonska rupa. Njegova pojava posljedica je prirodnih pojava, a ne antropogenog utjecaja koji, iako šteti okolišu, u manjoj je mjeri od očekivane.

Koje su posljedice uništenja ozonskog omotača za čovječanstvo?

Ekolozi opasnost od smanjenja količine ozona vide u tome što će stratosfera slobodno propuštati ultraljubičaste zrake štetne za sva živa bića. Ovaj utjecaj utječe i na ljude: broj onkoloških bolesti raste. Znanstvenici su došli do zaključka da će se, ako koncentracija ozona padne čak i za 1%, broj oboljelih od raka povećati za 7000 ljudi godišnje. Prvo mjesto će zauzeti kožne bolesti, a zatim onkološke bolesti koje zahvaćaju druge organe ljudskog tijela.

Druga posljedica OD je smanjenje vegetacije na Zemlji. Smanjenje ove vrste pokrova dovest će do smrti životinja na površini zemlje i, kao rezultat toga, u morskim dubinama. Čak i sada, izumiranje nekih životinjskih vrsta posljedica je procesa koji se odvijaju u slojevima atmosfere.

Znanstvenici su itekako svjesni opasnosti od OD-a, pa pozivaju na poduzimanje mjera za obnovu ozonskog omotača, inače ova prirodna katastrofa može dovesti do nepredvidivih posljedica na Zemlji.

Prognoze za budućnost

OA je jedno od najvažnijih globalnih ekoloških pitanja. Znanstvenici u mnogim zemljama neprestano prate procese koji se odvijaju u stratosferi, bilježe povećanje ili smanjenje ozonskog omotača, kao i utvrđuju čimbenike koji na to utječu. Zanimljivo je da se u nekim regijama može primijetiti pozitivan trend u obnavljanju elementa potrebnog Zemlji.

OD nad Antarktikom imao je najveću veličinu 2000. U proteklom razdoblju nije se povećavao, naprotiv, postoji tendencija njegovog stezanja. Njegova se površina smanjila za više od 4 milijuna km². Na to je utjecao međunarodni sporazum koji je potpisan 1987. godine u Montrealu. Prema tom dokumentu, sve zemlje moraju minimizirati emisiju dušika i drugih štetnih tvari u atmosferu i smanjiti transport. Kina je u tom pogledu bila najuspješnija. Vlada je uvela kvote za proizvodnju automobila.

Još jedan čimbenik koji povoljno utječe na rješenje ove ekološke situacije je korištenje alternativnih izvora energije, poput energije vjetra ili sunca.

Većina prognoza, studija o posljedicama širenja OA objavljena je u znanstvenom časopisu Science. Svake godine održavaju se razne konferencije posvećene ovoj problematici. Stoga zaključci Pariške konferencije o klimi zvuče optimistično.

Rupa nad Antarktikom nestat će do 2021. ako se poveća ozonski omotač zbog smanjenja štetnih emisija u atmosferu.

Kako spriječiti oštećenje ozonskog omotača?

Znanstvenici su zaokupljeni ne samo pitanjima obnove oštećenog ozonskog omotača, već i traže načine za sprječavanje pojave OD. Da bi se to postiglo, potrebno je boriti se protiv proizvodnje tvari koje sadrže klorofluorougljike na globalnoj razini. Ova odluka je donesena u Montrealu 1989. godine. Preventivne načine uništavanja ozonskog omotača, rješenja bi trebala tražiti cijela svjetska zajednica, jer postojanje rupa utječe na ekologiju cijele Zemlje.

Kako bi se smanjio rizik od novih rupa u ozonskom omotaču, potrebno je provoditi kontinuirani znanstveni razvoj kako bi se izolirali i eliminirali takvi načini proizvodnje, proizvodnje energije, koji neće štetiti okolišu. Postoji hitna potreba za posvuda postavljanjem uređaja za čišćenje na zadimljene dimnjake tvornica i tvornica, za zamjenu kemijskih gnojiva organskim. Važan korak u zaštiti ozonskog omotača bit će prijelaz transportnog sustava koji se kreće na naftne derivate na električnu energiju.

Može li se ozonski omotač obnoviti?

Metode

Sprječavanje štetnih emisija nije jedini način očuvanja zaštitnog sloja Zemlje. Ekolozi jednu od učinkovitih metoda vide u raspršivanju umjetno stvorenog ozona na visini od 15-30 km iznad Zemljine površine pomoću posebnih letjelica. I ovo je dobra odluka, jer će ispuniti praznine u stratosferi.

Međutim, ova metoda također ima niz nedostataka. Skupo je, pa se može primijeniti samo ako se privuku sredstva iz više zemalja. Osim toga, mala količina ozona može se isporučiti na mjesto OD odjednom, proces njegovog transporta je kompliciran i predstavlja opasnost za ljude koji ga provode.

mitovi

Ozonska rupa izazvala je neke zablude. Na primjer, mnogi vjeruju da se stanjivanje događa samo na Antarktici. Međutim, OD se mogu pojaviti bilo gdje na Zemlji. Neki su industrijalci pokušali umanjiti važnost pitanja okoliša jer su se bojali gubitka prihoda od svojih poduzeća. Međutim, nije bilo moguće umanjiti razmjere katastrofe.

Postoji pogrešna ideja da freoni imaju veliku masu, stoga ne mogu dospjeti u stratosferu, taložeći se u tlu, a da ga ne oštete. Ali jednom čak iu nižim slojevima, te se tvari mogu pomiješati s drugim elementima i zajedno s njima popeti se do zaštitnog sloja.

Ozonska rupa - lokalni pad koncentracije ozona u ozonskom omotaču Zemlje. Prema teoriji općeprihvaćenoj u znanstvenoj zajednici, u drugoj polovici 20. stoljeća sve veći utjecaj antropogenog čimbenika u obliku ispuštanja freona koji sadrže klor i brom doveo je do značajnog stanjivanja ozonski omotač.

Ozon je alotropska modifikacija kisika. Priroda kemijskih veza u ozonu uvjetuje njegovu nestabilnost (nakon određenog vremena ozon spontano prelazi u kisik: 2O 3 → 3O 2) i visoku oksidacijsku sposobnost. Oksidativni učinak ozona na organske tvari povezan je s stvaranjem radikala: RH + O 3 → RO 2. +OH.

Ti radikali pokreću lančane reakcije radikala s bioorganskim molekulama (lipidi, proteini, nukleinske kiseline), što dovodi do smrti stanice. Upotreba ozona za sterilizaciju vode za piće temelji se na njegovoj sposobnosti da ubija klice. Ozon nije ravnodušan ni prema višim organizmima. Dugotrajno izlaganje okolišu koji sadrži ozon (kao što su fizioterapija i prostorije za zračenje kvarcom) može uzrokovati ozbiljna oštećenja živčanog sustava. Stoga je ozon u velikim dozama otrovan plin. Njegova najveća dopuštena koncentracija u zraku radnog prostora je 0,1 mg / m 3.

Vrlo je malo ozona, koji tako divno miriše tijekom grmljavinske oluje, u atmosferi - 3-4 ppm (ppm) - (3-4) * 10 -4%. Međutim, za floru i faunu planeta, njegova prisutnost je izuzetno važna. Uostalom, život koji je nastao u oceanskim dubinama mogao je "ispuzati" na kopno tek nakon formiranja ozonskog štita prije 600-800 milijuna godina. Apsorpcijom biološki aktivnog sunčevog ultraljubičastog zračenja, osigurao je njegovu sigurnu razinu na površini planeta. Život na Zemlji nezamisliv je bez ozonskog omotača koji štiti sva živa bića od štetnog ultraljubičastog zračenja sunca. Nestanak ozonosfere doveo bi do nepredvidivih posljedica - izbijanja raka kože, uništavanja planktona u oceanu, mutacija flore i faune. Stoga je toliko važno razumjeti uzroke ozonske "rupe" nad Antarktikom i smanjenja sadržaja ozona na sjevernoj hemisferi.

Ozon nastaje u gornjoj stratosferi (40-50 km) tijekom fotokemijskih reakcija koje uključuju kisik, dušik, vodik i klor. Atmosferski ozon koncentriran je u dva područja – stratosferi (do 90%) i troposferi. Što se tiče sloja troposferskog ozona raspoređenog na nadmorskoj visini od 0 do 10 km, on je upravo zbog nekontroliranih industrijskih emisija sve veći. U nižoj stratosferi (10-25 km), gdje ima najviše ozona, glavnu ulogu u sezonskim i dugoročnim promjenama njegove koncentracije imaju procesi prijenosa zračnih masa.

Debljina ozonskog omotača nad Europom opada velikom brzinom, što ne može nego uzbuđivati ​​umove znanstvenika. Tijekom protekle godine debljina ozonske "prevlake" smanjila se za 30%, a stopa propadanja prirodnog zaštitnog sloja dosegla je najvišu razinu u posljednjih 50 godina. Utvrđeno je da se na površini ledenih kristala i svih drugih čestica koje su pale u visoke slojeve stratosfere iznad polarnih područja odvijaju kemijske reakcije koje uništavaju ozon. Kakvu to opasnost predstavlja za ljude?

Tanak ozonski omotač (2-3 mm kada je raspoređen po kugli zemaljskoj) nije u stanju spriječiti prodor kratkovalnih ultraljubičastih zraka koje uzrokuju rak kože i opasne su za biljke. Stoga je danas, zbog velike aktivnosti sunca, sunčanje postalo manje korisno. Naime, centri za ekologiju trebali bi davati preporuke stanovništvu kako se ponašati ovisno o aktivnosti sunca, ali takav centar kod nas ne postoji.

Klimatske promjene povezane su s oštećenjem ozonskog omotača. Jasno je da će se promjene dogoditi ne samo na teritoriju nad kojim se “proteže” ozonska rupa. Lančana reakcija će dovesti do promjena u mnogim dubokim procesima našeg planeta. To ne znači da će brzo globalno zagrijavanje početi posvuda, kako nas plaše u horor filmovima. Ipak, to je previše kompliciran i dugotrajan proces. Ali mogu se pojaviti i druge kataklizme, na primjer, povećat će se broj tajfuna, tornada, uragana.

Utvrđeno je da se "rupe" u ozonskom omotaču pojavljuju iznad Arktika i Antarktika. To je zato što se na polovima stvaraju kiseli oblaci koji uništavaju ozonski omotač. Ispostavilo se da ozonske rupe ne nastaju zbog aktivnosti sunca, kako se obično vjeruje, već od svakodnevnih aktivnosti svih stanovnika planeta, uključujući i nas. Tada se pomiču "kisele praznine", a najčešće u Sibir.

Pomoću novog matematičkog modela bilo je moguće povezati podatke iz promatranja sa zemlje, satelita i iz zraka s razinama vjerojatnih budućih emisija spojeva koji oštećuju ozonski omotač u atmosferu, vremenom njihovog transporta do Antarktika i vremenom u južne geografske širine. Pomoću modela dobivena je prognoza prema kojoj će se ozonski omotač nad Antarktikom oporaviti 2068. godine, a ne 2050. godine, kako se mislilo.

Poznato je da je trenutačno razina ozona u stratosferi iznad područja udaljenih od polova ispod norme za oko 6%. Istodobno, u proljetnom razdoblju sadržaj ozona iznad Antarktika može se smanjiti za 70% u odnosu na prosječnu godišnju vrijednost. Novi model omogućuje točnije predviđanje razine plinova koji oštećuju ozonski omotač iznad Antarktika i njihovu vremensku dinamiku, koja određuje veličinu ozonske "rupe".

Korištenje tvari koje oštećuju ozonski omotač ograničeno je Montrealskim protokolom. Vjerovalo se da će to dovesti do brzog "stezanja" ozonske rupe. Međutim, nove studije pokazale su da će se u stvarnosti stopa njegova smanjenja primijetiti tek od 2018. godine.

Za početak globalnog oporavka potrebno je smanjiti pristup atmosferi svih tvari koje vrlo brzo uništavaju ozon i tamo se dugotrajno pohranjuju. Ljudi bi to trebali razumjeti i pomoći prirodi da pokrene proces obnove ozonskog omotača, posebice su potrebne nove šumske plantaže.

Da bi se obnovio ozonski omotač, treba ga hraniti. Isprva je u tu svrhu trebalo stvoriti nekoliko zemaljskih tvornica ozona i "baciti" ozon u gornju atmosferu na teretnim zrakoplovima. Međutim, taj projekt (vjerojatno je to bio prvi projekt "liječenja" planeta) nije realiziran. Drugi način predlaže ruski konzorcij "Interozone": proizvoditi ozon izravno u atmosferi. U bliskoj budućnosti, zajedno s njemačkom tvrtkom Daza, planira se podizanje balona s infracrvenim laserima na visinu od 15 km, uz pomoć kojih se može dobiti ozon iz dvoatomnog kisika. Ako se ovaj eksperiment pokaže uspješnim, u budućnosti se planira iskoristiti iskustvo ruske orbitalne postaje "Mir" i stvoriti nekoliko svemirskih platformi s izvorima energije i laserima na visini od 400 km. Laserske zrake bit će usmjerene na središnji dio ozonskog omotača i stalno će ga hraniti. Izvor energije mogu biti solarni paneli. Astronauti na ovim platformama bit će potrebni samo za periodične preglede i popravke.

Hoće li se grandiozni mirovni projekt ostvariti, pokazat će vrijeme.

S obzirom na hitnost situacije, čini se potrebnim:

ü proširiti kompleks teorijskih i eksperimentalnih studija o problemu očuvanja ozonskog omotača;

ü aktivnim putem stvoriti Međunarodni fond za očuvanje ozonskog omotača;

ü organizirati Međunarodni odbor za izradu strategije za opstanak čovječanstva u ekstremnim uvjetima.

1. Osnovne mjere zaštite ozonskog omotača
2. Pravilo optimalne komplementarnosti komponenti
3. Zakon N.F. Reimers o razaranju hijerarhije ekosustava

Zaključak

Uvod

Moderna atmosfera kisika na Zemlji jedinstvena je pojava među planetima Sunčevog sustava, a ta je značajka povezana s prisutnošću života na našem planetu.

Problem ekologije za ljude sada je nedvojbeno najvažniji. Uništavanje ozonskog omotača Zemlje ukazuje na stvarnost ekološke katastrofe. Ozon - troatomni oblik kisika, nastaje u gornjim slojevima atmosfere pod utjecajem jakog (kratkovalnog) ultraljubičastog zračenja Sunca.

Danas ozon zabrinjava sve, čak i one koji prije nisu ni slutili postojanje ozonskog omotača u atmosferi, već su vjerovali samo da je miris ozona znak svježeg zraka. (Nije ni čudo što ozon na grčkom znači "miris".) Ovaj interes je razumljiv - govorimo o budućnosti cijele biosfere Zemlje, uključujući i samog čovjeka. Trenutno postoji potreba za donošenjem određenih obvezujućih odluka za sve što bi omogućilo očuvanje ozonskog omotača. Ali da bi te odluke bile ispravne, potrebne su nam potpune informacije o čimbenicima koji mijenjaju količinu ozona u Zemljinoj atmosferi, kao io svojstvima ozona, o tome kako on reagira na te čimbenike.

1. Ozonske rupe i njihovi uzroci

Ozonski omotač je široki atmosferski pojas koji se proteže od 10 do 50 km iznad površine Zemlje. Kemijski, ozon je molekula koja se sastoji od tri atoma kisika (molekula kisika sadrži dva atoma). Koncentracija ozona u atmosferi je vrlo niska, a male promjene u količini ozona dovode do velikih promjena u intenzitetu ultraljubičastog zračenja koje dopire do površine zemlje. Za razliku od običnog kisika, ozon je nestabilan, lako prelazi u dvoatomni, stabilni oblik kisika. Ozon je puno jače oksidacijsko sredstvo od kisika, što ga čini sposobnim ubijati bakterije i inhibirati rast i razvoj biljaka. Međutim, zbog niske koncentracije u površinskim slojevima zraka u normalnim uvjetima, te njegove značajke praktički ne utječu na stanje živih sustava.

Mnogo je važnije njegovo drugo svojstvo, koje ovaj plin čini apsolutno neophodnim za sav život na kopnu. Ovo svojstvo je sposobnost ozona da apsorbira jako (kratkovalno) ultraljubičasto (UV) zračenje Sunca. Kvanti jakog UV zračenja imaju dovoljnu energiju da pokidaju neke kemijske veze, pa se naziva ionizirajuće zračenje. Kao i druga takva zračenja, rendgensko i gama zračenje, uzrokuje brojne poremećaje u stanicama živih organizama. Ozon nastaje pod utjecajem visokoenergetskog sunčevog zračenja koje potiče reakciju između O 2 i slobodnih atoma kisika. Pod utjecajem umjerenog zračenja, raspada se, apsorbirajući energiju ovog zračenja. Dakle, ovaj ciklički proces "jede" opasno ultraljubičasto.

Molekule ozona su, kao i kisik, električki neutralne, tj. ne nose električni naboj. Dakle, samo magnetsko polje Zemlje ne utječe na raspodjelu ozona u atmosferi. Gornji sloj atmosfere - ionosfera, gotovo se poklapa s ozonskim omotačem.

U polarnim zonama, gdje su silnice Zemljinog magnetskog polja zatvorene na njezinoj površini, iskrivljenje ionosfere je vrlo značajno. Smanjuje se broj iona, uključujući i ionizirani kisik, u gornjim slojevima atmosfere polarnih zona. Ali glavni razlog niskog sadržaja ozona u području polova je nizak intenzitet sunčevog zračenja, koje čak i tijekom polarnog dana pada pod malim kutovima u odnosu na horizont, a tijekom polarne noći ga potpuno nema. Područje polarnih "rupa" u ozonskom omotaču pouzdan je pokazatelj promjena ukupnog ozona u atmosferi.

Sadržaj ozona u atmosferi varira zbog mnogih prirodnih uzroka. Periodične fluktuacije povezane su s ciklusima sunčeve aktivnosti; mnoge komponente vulkanskih plinova sposobne su uništiti ozon, pa povećanje vulkanske aktivnosti dovodi do smanjenja njegove koncentracije. Tvari koje uništavaju ozon raspršuju se na velikim područjima zbog velikih, superuraganskih brzina strujanja zraka u stratosferi. Ne prenose se samo oštećivači ozona, već i sam ozon, pa se poremećaji koncentracije ozona brzo šire na velika područja, a lokalne male “rupe” u ozonskom štitu, nastale npr. ispaljivanjem rakete, relativno brzo se uvlače. Jedino je u polarnim područjima zrak neaktivan, zbog čega se nestanak ozona ondje ne nadoknađuje njegovim odnošenjem s drugih geografskih širina, a polarne "ozonske rupe", osobito na Južnom polu, vrlo su stabilne.

1.1 Izvori oštećenja ozona

Među razaračima ozonskog omotača su:

1) Freoni.

Ozon se uništava pod utjecajem spojeva klora poznatih kao freoni, koji, također uništavajući se pod utjecajem sunčevog zračenja, oslobađaju klor koji “otkine” “treći” atom od molekula ozona. Klor ne stvara spojeve, već služi kao katalizator "puknuća". Dakle, jedan atom klora je u stanju "uništiti" mnogo ozona. Vjeruje se da spojevi klora mogu ostati u atmosferi od 50 do 1500 godina (ovisno o sastavu tvari) Zemlje. Promatranja ozonskog omotača planeta provode antarktičke ekspedicije od sredine 1950-ih.

Ozonska rupa iznad Antarktika, koja se povećava u proljeće, a smanjuje u jesen, otkrivena je 1985. godine. Otkriće meteorologa izazvalo je niz posljedica ekonomske prirode. Činjenica je da je za postojanje “rupe” okrivljena kemijska industrija koja proizvodi tvari koje sadrže freone koji doprinose uništavanju ozona (od dezodoransa do rashladnih uređaja).

Ne postoji konsenzus oko pitanja koliko je osoba kriva za nastanak "ozonskih rupa".

S jedne strane, da, definitivno kriv. Proizvodnju spojeva koji oštećuju ozonski omotač treba svesti na minimum ili, još bolje, potpuno zaustaviti. Odnosno, napustiti cijeli sektor industrije, s prometom od mnogo milijardi dolara. A ako ne odbijete, prebacite ga na "sigurnu" stazu, što također košta.

Gledište skeptika: utjecaj čovjeka na atmosferske procese, uz svu njegovu destruktivnost na lokalnoj razini, na planetarnoj je razini zanemariv. Antifreonska kampanja “zelenih” ima potpuno transparentnu gospodarsko-političku pozadinu: uz nju velike američke korporacije (DuPont, na primjer) guše svoju inozemnu konkurenciju namećući ugovore o “zaštiti okoliša” na državnoj razini i nasilno uvođenje nove tehnološke revolucije, koju ekonomski slabije države nisu u stanju izdržati.

2) Zrakoplovi za velike visine.

Uništavanje ozonskog omotača nije omogućeno samo freonima koji se ispuštaju u atmosferu i ulaze u stratosferu. Dušikovi oksidi, koji nastaju tijekom nuklearnih eksplozija, također su uključeni u uništavanje ozonskog omotača. Ali dušikovi oksidi također se stvaraju u komorama za izgaranje turbomlaznih motora zrakoplova na velikim visinama. Dušikovi oksidi nastaju iz dušika i kisika koji se tamo nalaze. Brzina stvaranja dušikovih oksida je to veća što je viša temperatura, odnosno snaga motora.

Nije važna samo snaga motora zrakoplova, već i visina na kojoj leti i ispušta dušikove okside koji uništavaju ozon. Što je veća razina oksida ili dušikovog oksida formirana, to je destruktivnija za ozon.

Ukupna količina dušikovog oksida godišnje ispuštena u atmosferu procjenjuje se na 1 milijardu tona, a otprilike trećinu te količine ispuštaju zrakoplovi iznad prosječne razine tropopauze (11 km). Što se tiče zrakoplova, najštetnije emisije imaju vojni zrakoplovi, kojih se broji u desecima tisuća. Lete uglavnom na visinama ozonskog omotača.

3) Mineralna gnojiva.

Ozon u stratosferi može se smanjiti i zbog toga što u stratosferu ulazi dušikov oksid N 2 O, koji nastaje denitrifikacijom dušika koji vežu bakterije u tlu. Istu denitrifikaciju vezanog dušika provode i mikroorganizmi u gornjem sloju oceana i mora. Proces denitrifikacije izravno je povezan s količinom vezanog dušika u tlu. Dakle, možemo biti sigurni da će se s povećanjem količine mineralnih gnojiva unesenih u tlo u istoj mjeri povećati i količina stvorenog dušikovog oksida N 2 O. Nadalje, iz dušikovog oksida nastaju dušikovi oksidi koji vodeći do uništenja stratosferskog ozona.

4) Nuklearne eksplozije.

Nuklearne eksplozije oslobađaju mnogo energije u obliku topline. Temperatura jednaka 6000 0 K postavlja se unutar nekoliko sekundi nakon nuklearne eksplozije. Ovo je energija vatrene kugle. U jako zagrijanoj atmosferi odvijaju se takve transformacije kemijskih tvari, koje se u normalnim uvjetima ili ne događaju ili se odvijaju vrlo sporo. Što se tiče ozona, njegovog nestanka, za njega su najopasniji oksidi dušika koji nastaju tijekom tih transformacija. Tako je u razdoblju od 1952. do 1971. godine kao posljedica nuklearnih eksplozija u atmosferi nastalo oko 3 milijuna tona dušikovih oksida. Njihova daljnja sudbina je sljedeća: kao rezultat miješanja atmosfere, padaju na različite visine, uključujući i atmosferu. Tamo ulaze u kemijske reakcije uz sudjelovanje ozona, što dovodi do njegovog uništenja.

5) Izgaranje goriva.

Dušikov oksid također se nalazi u dimnim plinovima iz elektrana. Zapravo, činjenica da su dušikov oksid i dioksid prisutni u produktima izgaranja poznata je već dugo vremena. Ali ti viši oksidi ne utječu na ozon. Oni, naravno, zagađuju atmosferu, pridonose stvaranju smoga u njoj, ali se brzo uklanjaju iz troposfere. Dušikov oksid, kao što je već spomenuto, opasan je za ozon. Na niskim temperaturama nastaje u sljedećim reakcijama:

N 2 + O + M \u003d N 2 O + M,

2NH3 + 2O2 \u003d N2O \u003d 3H2.

Razmjeri ove pojave su vrlo značajni. Na taj način svake godine u atmosferi nastane približno 3 milijuna tona dušikovog oksida! Ova brojka sugerira da je ovaj izvor oštećenja ozona značajan.

1.2 Ozonska rupa nad Antarktikom

O značajnom smanjenju ukupnog ozona nad Antarktikom prvi put je 1985. godine izvijestio British Antarctic Survey na temelju analize podataka ozonske postaje Halle Bay (76 stupnjeva J). Ova služba također je primijetila oštećenje ozona na argentinskim otocima (65 stupnjeva J).

Od 28. kolovoza do 29. rujna 1987. godine izvedeno je 13 letova laboratorijskog zrakoplova nad Antarktikom. Eksperiment je omogućio registraciju nastanka ozonske rupe. Dobivene su njegove dimenzije. Istraživanja su pokazala da se najveće smanjenje količine ozona dogodilo na visinama od 14 - 19 km. Ovdje su instrumenti registrirali najveću količinu aerosola (slojeva aerosola). Pokazalo se da što je više aerosola na određenoj nadmorskoj visini, to je manje ozona. Zrakoplov - laboratorij je registrirao smanjenje ozona jednako 50%. Ispod 14 km. promjene ozona bile su beznačajne.

Već početkom listopada 1985. ozonska rupa (minimalna količina ozona) pokriva razine tlaka od 100 do 25 hPa, au prosincu se širi raspon visina na kojima se opaža.

U mnogim pokusima nije mjerena samo količina ozona i drugih malih komponenti atmosfere, već i temperatura. Najbliži odnos utvrđen je između količine ozona u stratosferi i tamošnje temperature zraka. Pokazalo se da je priroda promjene količine ozona usko povezana s toplinskim režimom stratosfere nad Antarktikom.

Formiranje i razvoj ozonske rupe na Antarktici promatrali su britanski znanstvenici 1987. godine. U proljeće se ukupni sadržaj ozona smanjio za 25%.

Američki istraživači mjerili su ozon i druge male komponente atmosfere (HC l , HF, NO, NO 2 , HNO 3 , ClONO 2 , N 2 O, CH 4 ) na Antarktiku zimi i u rano proljeće 1987. pomoću posebnog spektrometra. Podaci iz tih mjerenja omogućili su ocrtavanje područja oko Južnog pola u kojem je smanjena količina ozona. Pokazalo se da se ovo područje gotovo točno poklapa s ekstremnim polarnim stratosferskim vrtlogom. Prilikom prolaska kroz rub vrtloga dramatično se promijenila količina ne samo ozona, već i drugih malih komponenti koje utječu na uništavanje ozona. Unutar ozonske rupe (ili, drugim riječima, polarnog stratosferskog vrtloga) koncentracija HC l , NO 2 i dušične kiseline bila je znatno manja nego izvan vrtloga. To se događa jer klorini tijekom hladne polarne noći uništavaju ozon u odgovarajućim reakcijama, djelujući kao katalizatori u njima. U katalitičkom ciklusu uz sudjelovanje klora dolazi do glavnog smanjenja koncentracije ozona (barem 80% tog smanjenja).

Te se reakcije odvijaju na površini čestica koje čine polarne stratosferske oblake. To znači da što je veća površina te površine, odnosno što je više čestica stratosferskih oblaka, a time i samih oblaka, to se ozon brže raspada, što znači da se ozonska rupa stvara učinkovitije.

2. Glavne mjere zaštite ozonskog omotača

Budući da je klor najaktivniji razarač Zemljinog ozonskog štita, glavne mjere koje se razvijaju za suzbijanje oštećenja ozona su smanjenje emisije klora i spojeva koji ga sadrže u atmosferu, prvenstveno freona. Jedan od glavnih tehnoloških problema, čija se rješenja traže u svim industrijaliziranim zemljama, je zamjena freona drugim rashladnim sredstvima koja ne sadrže klor, a pritom nisu niža od freona u pogledu osnovnih fizikalnih svojstava i kemijska inertnost.

Drugi zadatak koji je već praktično riješen u raketi-nosaču Energia je prijenos raketne tehnologije i mlaznih letjelica na velikim visinama na ekološki prihvatljiva goriva i motore.

Smanjenje emisije dušikovog oksida iz kopnenih industrijskih, energetskih i prometnih sustava važno je ne samo za smanjenje kiselosti oborina i rješavanje problema „kiselih kiša“. Dušikovi oksidi nisu u potpunosti isprani oborinama, neki od njih dosežu visine na kojima postoji ozonski omotač i pridonose njegovom oštećenju.

Iako su dušikovi oksidi 10 000 puta manje aktivni kao razarači ozona od klora, njihova je emisija u atmosferu višestruko veća od emisije klora. Time se povećava važnost razvoja motora, elektrana, kotlova, novih vrsta goriva i načina njegovog izgaranja, koji bi smanjili stvaranje i emisiju dušikovih oksida u atmosferu.

Prva međunarodna konvencija o zaštiti ozonskog omotača sklopljena je u Beču 1985. godine. Nekoliko mjeseci kasnije otkrivena je "ozonska rupa" na južnoj hemisferi. Nakon toga je u Montrealu potpisan protokol kojim se zemlje sudionice obvezuju da se oslobode svojih štetnih freona. Godine 1990., 1992. i 1997. god popis destruktivnih tvari je dopunjen. U slučaju da je sve zemlje ispoštuju (a Kina, na primjer, i Indija nisu potpisale konvenciju, tvrdeći da si “to ne mogu priuštiti”), prognostičari su obećali obnovu ozonskog omotača do 2150. godine. Glavni proizvođači spojeva štetnih za ozon (90% globalne količine) nazivaju se zemlje u razvoju (koje su, zapravo, potrošači zastarjelih proizvoda "civiliziranih" zemalja) i zemlje bivšeg SSSR-a.

Istodobno se navodi da je emisija freona u atmosferu 1986. godine, koja je dosegla 1,1 milijun tona, do 1996. godine smanjena na 160 tisuća tona. Bez Montrealske konvencije do 2010. godine imali bismo 8 milijuna tona godišnje emisije.

3. Pravilo optimalne komplementarnosti komponenti

Pravilo optimalne komplementarnosti komponenti kaže da nijedan ekosustav ne može postojati samostalno s umjetno stvorenim viškom ili nedostatkom jedne od ekoloških komponenti.

„Normom“ ekološke komponente treba smatrati onu koja osigurava ekološku ravnotežu određenog tipa, omogućavajući funkcioniranje upravo onog ekosustava koji je evoluirao i odgovara ravnoteži u prirodnom nadsustavu i cjelokupnoj hijerarhiji prirodnih sustava u dana jedinica prostora (u određenom biotopu).

4. Zakon N.F. Reimers o razaranju hijerarhije ekosustava

Zakon N.F. Reimers o uništenju hijerarhije ekosustava navodi da je uništenje više od tri razine u hijerarhiji ekosustava apsolutno nepovratno i katastrofalno.

Hijerarhijske razine geohora (biohore) su raspored od najviše prema najnižoj. Postoji pet glavnih razina ugeohora i biohora:

• gigahore - glavni elementi biosfere i geografske ljuske: oceani i kontinenti, bioklimatske zone i biogeografska kraljevstva veća od 10 6 km 2;
• megahore - jedinice prirodno-gospodarskog i biogeografskog (fitogeografskog) zoniranja veličine 10 3 -10 5 km 2;
• makrohore - područje specifičnih krajolika, veličine 10-10 -2 km 2 ;
• mikrohore i mezohore su morfološke jedinice krajolika, veličine 10 -1 -10 -2 km 2 i njihove sastavne biogeocenoze.

Svaki podsustav prati svoj sustav, odnosno razvoj nadsustava određuje brojna ograničenja u razvoju njegovih podsustava. Takav proces "guranja" smjera razvoja karakterističan je za cjelokupni sistemski svijet kako u superdugim razdobljima evolucijskog vremena tako i u relativno kratkim razdobljima individualnog razvoja. Svugdje postoje odnosi u hijerarhiji sustava - evolucija evolucija i razvoj razvoja. Ako je razvoj relativno određen utjecajem hijerarhije nadsustava, a dijelom i podsustava u prošlosti (podsustavi, mijenjajući se, ne mogu ne utjecati na cjelinu, primjer za to je mutacija), tada se priroda procesa neće promijeniti u budućnosti, barem u bliskoj budućnosti (na skali karakterističnog vremena sustava). I premda načelo "razvoj je kretanje kretanja u cijeloj hijerarhiji značajnih sustava" ne dopušta stvaranje jednog bezalternativnog modela, ipak je moguće predvidjeti vjerojatni tijek događaja.

N.F. Reimers (1994) primjećuje da se zakon neravnomjernog razvoja sustava, ili bolje rečeno, zakon razvoja (promjene) podsustava u velikim sustavima u različitim vremenima može formulirati na sljedeći način: sustavi iste hijerarhijske razine (u pravilu , podsustavi sustava više razine organizacije) ne razvijaju se striktno sinkrono - dok su neki od njih dosegli višu razinu razvoja, drugi su još uvijek u manje razvijenom stanju.

Zaključak

Svi globalni ekološki problemi međusobno su povezani i nijedan od njih ne treba promatrati odvojeno od drugih.

Čini se da je količina ozona u atmosferi vrlo velika - oko 3 milijarde tona. To je, međutim, beznačajan djelić cjelokupne atmosfere. Kad bi se sav ozon atmosfere nalazio u površinskom sloju zraka, tada bi u “normalnim uvjetima” (tlak od 1 atmosfere i temperatura od 25 stupnjeva Celzijusa) debljina ozonskog zaslona koji štiti Zemlju od jakog UV zračenja od Sunce bi bilo samo oko 3 mm. Međutim, učinkovitost ozonskog omotača je vrlo visoka. Konkretno, stručnjaci su izračunali da smanjenje ozona od 1% dovodi do takvog povećanja intenziteta UV zračenja površine, zbog čega će se broj smrti od raka kože povećati za 6-7 tisuća ljudi godišnje. .

Hitno je potrebno poduzeti mjere za zaštitu ozonskog omotača: razviti bezopasna rashladna sredstva koja mogu zamijeniti freone u industriji i svakodnevnom životu, ekološki prihvatljive motore za zrakoplove i svemirske raketne sustave, razviti tehnologije koje smanjuju emisije dušikovih oksida u industriji i transportu. Postojeći međunarodni sporazumi o ozonu, Bečka međunarodna konvencija o zaštiti ozonskog omotača i Montrealski protokol, koji države potpisnice obvezuje na rad u određenim područjima, još nisu dovoljno učinkoviti. Ljudi još uvijek nedovoljno shvaćaju opasnost, još uvijek malo talentiranih istraživača i inženjera radi na ovom području. A vrijeme ne čeka.

Popis korištene literature

1. Akimova T.A., Khaskin V.V. Ekologija. - M.: UNITI, 1998. - 455 str.
2. Dedyu I.I. Ekološki enciklopedijski rječnik. - Kišinjev: Mir, 1990. - 568 str.
3. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. zakonitosti evolucije i samoorganizacije složenih sustava. - M.: Nauka, 1994. - 250 str.
4. Kormilitsin Z.I. Osnove ekologije. - M.: "Interstyle", 1997. - 364 str.
5. Opća ekologija: interakcija društva i prirode. - St. Petersburg: Kemija, 1997. - 352 str.
6. Sverlova L.I., Voronina N.V. Onečišćenje prirodnog okoliša i ekološka potologija čovjeka. - Khabarovsk.: KhGAEP, 1995. - 106-108 str.
7. Rozanov S.I. Opća ekologija. - St. Petersburg: Izdavačka kuća "Lan", 2001. - 288 str.

Budući da se na polovima promatraju duge polarne noći, na tim mjestima dolazi do naglog pada temperature i formiraju se stratosferski oblaci koji sadrže kristale leda. Zbog toga se u zraku nakuplja molekularni klor čije se unutarnje veze prekidaju s početkom proljeća i pojavom sunčevog zračenja.

Lanac kemijskih procesa koji nastaju kada atomi klora jurnu u atmosferu dovodi do uništavanja ozona i stvaranja ozonskih rupa. Kada Sunce počne sjati punom snagom, zračne mase s novom porcijom ozona šalju se prema polovima, zbog čega se rupa zatvara.

Zašto nastaju ozonske rupe?

Brojni su razlozi za pojavu ozonskih rupa, ali najvažniji je ljudsko onečišćenje. Osim atoma klora, molekule ozona uništavaju vodik, kisik, brom i druge produkte izgaranja koji ulaze u atmosferu zbog emisija iz tvornica, pogona, dimnih plinova termoelektrana.
Nuklearni pokusi nemaju ništa manji učinak na ozonski omotač: eksplozije oslobađaju veliku količinu energije i stvaraju dušikove okside koji reagiraju s ozonom i uništavaju njegove molekule. Procjenjuje se da je samo od 1952. do 1971. godine oko 3 milijuna tona ove tvari ušlo u atmosferu tijekom nuklearnih eksplozija.

Nastanku ozonskih rupa pogoduju i mlazne letjelice u čijim se motorima također stvaraju dušikovi oksidi. Što je veća snaga turbomlaznog motora, to je viša temperatura u njegovim komorama za izgaranje i više dušikovih oksida ulazi u atmosferu. Prema istraživanjima, godišnja količina dušika koja se ispušta u zrak iznosi 1 milijun tona, od čega trećina dolazi iz zrakoplova. Drugi razlog za uništavanje ozonskog omotača su mineralna gnojiva, koja kada se nanesu na tlo reagiraju s bakterijama u tlu. U tom slučaju dušikov oksid ulazi u atmosferu iz koje nastaju oksidi.

Kakve posljedice za čovječanstvo mogu dovesti ozonske rupe?

Zbog slabljenja ozonskog omotača povećava se protok sunčevog zračenja, što pak može dovesti do smrti biljaka i životinja. Utjecaj ozonskih rupa na čovjeka izražava se prvenstveno u porastu broja karcinoma kože. Znanstvenici su izračunali da će se, ako koncentracija ozona u atmosferi padne za najmanje 1%, broj oboljelih od raka godišnje povećati za oko 7000 ljudi.
Zato ekolozi sada zvone na uzbunu i pokušavaju poduzeti sve potrebne mjere za zaštitu ozonskog omotača, a dizajneri razvijaju ekološki prihvatljive mehanizme (avioni, raketni sustavi, kopnena vozila) koji ispuštaju manje dušikovih oksida u atmosferu

kisela kiša

Kisele kiše - sve vrste meteoroloških oborina - kiša, snijeg, tuča, magla, susnježica - kod kojih dolazi do smanjenja pH (vodikovog indeksa) padalina zbog onečišćenja zraka kiselim oksidima, najčešće sumpornim oksidima i dušikovim oksidima [

Kisela kiša jedan je od pojmova koje je industrijalizacija donijela čovječanstvu. Neumorno trošenje planetarnih resursa, veliki razmjeri izgaranja goriva, ekološki nesavršene tehnologije jasni su znakovi brzog razvoja industrije, koji je u konačnici popraćen kemijskim onečišćenjem vode, zraka i tla. Kisele kiše samo su jedna od manifestacija takvog onečišćenja.

Prvi put se spominje 1872. koncept je postao istinski relevantan tek u drugoj polovici 20. stoljeća. Trenutno je kisela kiša problem za mnoge zemlje svijeta, uključujući Sjedinjene Države i gotovo sve europske zemlje. Karta kiselih kiša, koju su razvili ekolozi diljem svijeta, jasno pokazuje područja s najvećim rizikom od opasnih oborina.

UZROCI KISELIH KIŠA

Svaka kišnica ima određenu razinu kiselosti.. Ali u normalnom slučaju, ovaj pokazatelj odgovara neutralnoj razini pH - 5,6-5,7 ili nešto više. Blaga kiselost je zbog sadržaja ugljičnog dioksida u zraku, ali se smatra toliko niskom da ne uzrokuje nikakvu štetu živim organizmima. Dakle, uzroci kiselih kiša povezuju se isključivo s ljudskim aktivnostima i ne mogu se objasniti prirodnim uzrocima.

Preduvjeti za povećanje kiselosti atmosferske vode nastaju kada industrijska poduzeća ispuštaju velike količine sumpornih oksida i dušikovih oksida. Najčešći izvori takvog onečišćenja su ispušni plinovi vozila, metalurška proizvodnja i termoelektrane (CHP). Nažalost, trenutni stupanj razvoja tehnologija pročišćavanja ne dopušta filtriranje dušikovih i sumpornih spojeva koji nastaju izgaranjem ugljena, treseta i drugih vrsta sirovina koje se koriste u industriji. Kao rezultat toga, takvi oksidi ulaze u atmosferu, spajaju se s vodom kao rezultat reakcija pod djelovanjem sunčeve svjetlosti i padaju na tlo u obliku oborina, što se naziva "kisela kiša".

POSLJEDICE KISELIH KIŠA

Znanstvenici ističu da Posljedice kiselih kiša vrlo su višedimenzionalne, opasne kako za ljude i životinje, tako i za biljke.. Među glavnim učincima su sljedeći:

1. Kisele kiše značajno povećavaju kiselost jezera, ribnjaka, akumulacija, zbog čega njihova prirodna flora i fauna tamo postupno izumire. Kao rezultat promjena u ekosustavu vodenih tijela, ona postaju močvarna, začepljena i povećana količina mulja. Osim toga, kao rezultat takvih procesa voda postaje neprikladna za ljudsku upotrebu. Povećava sadržaj soli teških metala i raznih toksičnih spojeva, koje u normalnoj situaciji apsorbira mikroflora rezervoara.

2. Kisele kiše dovode do degradacije šuma, izumiranja biljaka. Posebno su pogođena crnogorična stabla, jer im sporo obnavljanje lišća ne daje mogućnost da samostalno uklone učinke kisele kiše. Mlade šume također su vrlo osjetljive na takve oborine, čija kvaliteta rapidno opada. Uz stalnu izloženost vodi s visokom kiselošću, stabla umiru.

3. SAD i Europa kisele kiše jedan su od čestih uzroka loših uroda, izumiranje poljoprivrednih usjeva na ogromnim područjima. Istodobno, razlog takve štete leži kako u izravnom utjecaju kisele kiše na biljke, tako iu kršenju mineralizacije tla.

4. Kisela kiša uzrokuje nepopravljivu štetu arhitektonskim spomenicima, zgradama, građevinama. Djelovanje takvih oborina uzrokuje ubrzanu koroziju metala, kvar mehanizama.

5. Uz trenutnu kiselost koju ima kisela kiša, u nekim slučajevima može uzrokovati izravnu štetu ljudima i životinjama. Kao prvo, ljudi u visokorizičnim područjima pate od bolesti gornjih dišnih puteva. No, nije tako daleko dan kada će zasićenost atmosfere štetnim tvarima dosegnuti razinu na kojoj će sumporna i nitratna kiselina dovoljno visoke koncentracije ispasti u obliku oborina. U takvoj situaciji prijetnja ljudskom zdravlju bit će mnogo veća.

KAKO SE BORITI PROTIV KISELIH KIŠA?

Gotovo je nemoguće nositi se sa samim oborinama. Ispadajući na ogromnim područjima, kisele kiše uzrokuju značajne štete, a konstruktivnog rješenja za ovaj problem nema.

Druga stvar je da je u slučaju kiselih kiša kritično potrebno baviti se ne posljedicama, već uzrocima takve pojave. Potraga za alternativnim izvorima proizvodnje energije, ekološki prihvatljivim vozilima, novim proizvodnim tehnologijama i tehnologijama čišćenja emisija u atmosferu nepotpun je popis onoga o čemu čovječanstvo mora voditi računa kako posljedice ne bi postale katastrofalne.

Tropske šume su jedinstvena biljna zajednica koju karakterizira bogata raznolikost biljaka i životinja. Zbog nedostupnosti, tajanstvenosti i opasnosti koje na svakom koraku čekaju svakoga tko se usuđuje prodrijeti ovamo, nisu slučajno bijeli putnici ovim mjestima zaslužili respektabilan naziv “zeleni pakao”. Nažalost, ovaj ekosustav, koji je doživio najmanje promjena tijekom čitavog postojanja kopna, sada nestaje alarmantnom brzinom, a ono što je priroda stvarala milijunima godina čovjek može uništiti u nekoliko desetljeća. Posljedice mogu biti nepredvidive.

Raspored vrsta vegetacije na kugli zemaljskoj ovisi o klimi i ima zonalni karakter. Najnevjerojatnije od ovih zona su tropske šume koje rastu u područjima s najpovoljnijim uvjetima za rast i razvoj biljaka. To je olakšano osobitostima klime - ovu zonu karakteriziraju visoke, ali ne previše, temperature i obilne padaline. Dnevna i godišnja kolebanja temperature su mala, pa zbog toga u tropskim šumama nema godišnjih doba, a svi su dani slični jedni drugima. Duljina dnevnog svjetla također ostaje gotovo nepromijenjena tijekom cijele godine. Jednom riječju, ovdje su za biljke stvoreni gotovo idealni uvjeti za život. U tropskim šumama organski život doslovno vrije. Prije nego stablo ugine, odmah ga napadnu horde gljivica, bakterija i insekata, a šumski se divovi za nekoliko dana potpuno razgrade na jednostavnije tvari, hraneći se mnogim drugim vrstama. Stoga je tlo u tropskim šumama neobično siromašno, a po svojoj produktivnosti ne može se usporediti s bogatim zemljama umjerenog pojasa - debljina humusa ispod krošnje tropske šume doseže jedva nekoliko milimetara.

Ne može biti snažnije, jer se lišće koje opada vrlo brzo razgrađuje, a sve što ima i najmanju hranjivu vrijednost mnogi koji to žele odmah upiju. Zahvaljujući intenzivnoj izmjeni organske tvari tijekom milijuna godina, tropske šume su razvile savršenu ravnotežu. Sigurno bi se to nastavilo i dalje, ali došao je čovjek i počeo na barbarski način iskorištavati prirodna bogatstva. A ako nema drveća, tada će se već tanak sloj humusa brzo iscrpiti. Žaruće zrake sunca, dotičući tlo, brzo ga isušuju i uništavaju bakterije koje razgrađuju organsku tvar, a ispod tankog životvornog humusa kriju se neplodna tla, bez ikakvih znakova organskog života. Tako mjesto posječenih stabala vrlo brzo zauzima beživotna pustinja. Na svjetskim je tržištima drvo mnogih vrsta tropskog drveća vrlo cijenjeno, pa ne čudi da su ga velike trgovačke tvrtke počele sjeći pod svaku cijenu. Poslovno najvrjednije vrste drveća rastu isprepletene s drugim vrstama, ne stvarajući zasebne skupine – a da bi ih dobili, drvosječe su prisiljene uništavati velike šumske površine.

Prilikom pada, šumski divovi gnječe druge biljke, a teška oprema koja vadi debla za obradu uzrokuje nepopravljivu štetu šumi, uništavajući gornji sloj tla gusjenicama i kotačima. No, vađenje vrijednih vrsta drveća nije jedina prijetnja ekvatorijalnim šumama koje masovno gutaju požari. Požari na tim mjestima bjesne iz dva glavna razloga: prvo, ponekad se izvoz niskovrijednih vrsta drveća ne opravdava, a drvosječe ih jednostavno spale na mjestu sječe; Drugi razlog je agrarna ljudska djelatnost. Prije svega, riječ je o primitivnim plemenima koja su do danas preživjela u prašumama i krče prostor za svoja polja na najprimitivniji način – spaljivanjem šuma.

No, s tom se štetom ipak moglo pomiriti, jer se nakon odlaska plemena, nakon dvije-tri godine, u pravilu obnavljaju relativno male spržene površine šume.

Ali glavna opasnost je u tome što takav primitivni proces širenja obradivih površina u mnogim ekvatorijalnim zemljama poprima nacionalne razmjere, a ekološka situacija se dramatično mijenja - ogromna polja sve se više pojavljuju u dubinama tropskih šuma, oko kojih su naselja farmera. rastući. Takva ekspanzija događa se, primjerice, u Brazilu, gdje, u potrazi za gospodarskim rezervama, vlada ulaže velika sredstva u guranje poljoprivrednog sektora duboko u amazonske šume. U nekim područjima tropskih šuma otkrivena su nalazišta vrijednih minerala, a ako se potvrdi ekonomska isplativost njihova razvoja, vrlo brzo počinje eksploatacija sirovina na najjeftiniji otvoreni način – jedan od takvih kamenoloma u Amazoni prostire se na površini od od nekoliko stotina kvadratnih kilometara.

Brazil je usvojio vladin program za stvaranje kemijskih i farmaceutskih poduzeća u Amazoniji. Ogromni prostori uz obale Amazone zatrovani su živom koju koriste kopači zlata. Tijekom izgradnje autocesta koje presijecaju prašume široke asfaltne trake narušavaju cjelovitost ekosustava i ugrožavaju živote životinja. U tropskim šumama postoje mnoge rijeke, koje su poznate po svojim slikovitim slapovima. No, za razvoj gospodarstva ova prirodna ljepota nije bitna - civilizirane posjetitelje zanima samo zarada koja se krije u besplatnoj energiji koju rijeke mogu dati. Stoga u tropskim šumama dolazi do brze izgradnje hidroelektrana s pojavom čitavog sustava brana - i tada se poplave ogromne šume, mijenja se ravnoteža površinskih i podzemnih voda.

U međuvremenu, golema zelena masa tropskih šuma igra iznimno važnu ulogu u stabilizaciji Zemljine atmosfere. U procesu fotosinteze lišće apsorbira ugljični dioksid i proizvodi kisik, što je od velike važnosti za održavanje ravnoteže ovih plinova u prirodi i očuvanje planeta od prijetećeg efekta staklenika. Smanjenje zelenog pokrova za pola može se usporediti s operacijom kada je zdravoj osobi izrezano jedno plućno krilo. Tropske šume rastu u područjima s obilnim oborinama. No za tu količinu oborina dobrim su dijelom zaslužne prašume koje u procesu isparavanja ispuštaju nevjerojatno veliku količinu vodene pare u atmosferu. Uništavanje šuma dovodi do nestanka vode i hlada, a žarko sunce na ovim geografskim širinama vrlo brzo dovršava proces dezertifikacije. Znanstvenici su izračunali da već danas milijardu farmera živi na oranicama koje su nekada činile tropske šume. Klimatolozi zvone na uzbunu - ako se prašume nastave uništavati istim tempom, planetu prijete globalna suša, porast temperature i pojava neumoljivih uragana.

Smanjenje područja tropskih šuma također je prepuno prijetnje poput nepopravljivog gubitka mnogih vrsta flore i faune. Utvrđeno je da je 45% svih biljnih vrsta, 96% člankonožaca, 45% sisavaca i 30% ptica živjelo u prašumama. Uništavanjem šuma nestale su mnoge vrste, a istovremeno se smanjila i biološka raznolikost planeta - a sa svakom nestankom vrste čovječanstvo gubi dio genetske informacije nakupljene na Zemlji. Inače, među umirućim vrstama ima mnogo onih koje znanost još niti ne poznaje, a moguće je da se u lišću, korijenju i plodovima nekih nepoznatih biljaka kriju kemijski spojevi koji mogu izliječiti, primjerice, zloćudne tumore. Životinje također umiru - najčešće zbog činjenice da osoba promijeni ili uništi svoje uobičajeno stanište.

Sudbina tropskih šuma zabrinjava tisuće ljudi i desetke organizacija koje se trude obuzdati proces istrebljenja jedinstvene biocenoze. Mnogo je načina zaštite prirode. Glavne ekološke organizacije u Europi i Sjevernoj Americi bojkotiraju prodaju proizvoda od tropskog drva; zauzvrat, Međunarodno društvo za trgovinu tropskim drvom razvilo je metode za racionalno korištenje ove vrste sirovina.

Sve se to ne čini samo zbog ljubavi prema prirodi - postoji i zdrava komercijalna računica: ekonomisti su izračunali da će predatorski odnos prema šumi prije ili kasnije dovesti do pada trgovine drvetom, pa neke zemlje počinju stvoriti plantaže vrijednih vrsta tropskog drveća. Od toga će imati koristi samo buduće generacije - takva stabla rastu desetljećima. No, već danas niz proizvoda dobiva oznaku koja označava da je proizvod izrađen od drva uzgojenog na plantaži. Ipak, najbolja opcija za očuvanje prašuma u njihovom izvornom obliku je stvaranje mreže nacionalnih parkova. Potez koji je privatnim osobama omogućio kupnju malih područja tropskih šuma imao je velik moralni učinak - od takvih simboličnih kupnji na kraju je nastao nacionalni park u Kostariki.

Zemlje s tropskim šumama već shvaćaju da je bolje zaraditi na bogatim turistima koji žele vlastitim očima vidjeti jedinstvenu raznolikost tropske flore i faune nego uništiti ovaj stalni izvor prihoda. Sve više tvrtki uključuje se u program prikupljanja i reciklaže papira i kartona. Međunarodni monetarni fond pružio je financijsku pomoć Indoneziji kako bi nadoknadio štetu prouzročenu raspuštanjem korumpiranog konzorcija za trgovinu drvetom u toj zemlji. Svijet znanosti i politike sve češće održava konferencije za zaštitu „zelenih pluća Zemlje“. Hoće li sve to donijeti brze rezultate, ne zna se. Ali postoji nada da će se u nadolazećim godinama lavinsko smanjenje područja tropskih šuma zaustaviti.

Ozonski omotač prvi su proučavali znanstvenici na britanskim antarktičkim postajama 1957. godine. Ozon se smatra mogućim pokazateljem dugoročnih promjena u atmosferi. Godine 1985. u časopisu Nature objavljeno je godišnje smanjenje ozonskog omotača i stvaranje ozonskih rupa.

Što je ozonska rupa i zašto nastaje?

Ozon se proizvodi u velikim količinama u stratosferi iznad tropskih krajeva, gdje je UV zračenje najjače. Zatim kruži u zemljinoj atmosferi prema polovima. Količina ozona varira ovisno o lokaciji, dobu godine i dnevnim klimatskim uvjetima. Smanjenje koncentracije ozona u atmosferi, koje se opaža na polovima Zemlje, naziva se ozonska rupa.

Što je ozonski omotač tanji, to su ozonske rupe veće. Tri su glavna razloga za njihov nastanak:

• Prirodna preraspodjela koncentracije ozona u atmosferi. Najveća količina ozona nalazi se na ekvatoru, a prema polovima se smanjuje, tvoreći područja sa smanjenom koncentracijom ovog elementa.
• Tehnogeni faktor . CFC sadržani u aerosolnim limenkama i rashladnim sredstvima ispuštaju se u atmosferu ljudskim aktivnostima. Nastale kemijske reakcije u atmosferi uništavaju molekule ozona. To stanji ozonski omotač i smanjuje njegovu sposobnost apsorpcije ultraljubičastog svjetla.
• Globalno zagrijavanje klime. Temperatura na zemljinoj površini neprestano raste, dok se gornji slojevi stratosfere hlade. To je popraćeno stvaranjem sedefastih oblaka, u kojima dolazi do reakcija razaranja ozona.

Posljedice širenja ozonskih rupa

Postojanje života na Zemlji moguće je samo zahvaljujući prisutnosti ozonskog omotača. Učinkovito štiti planet od prodora štetnog UV zračenja koje je vrlo reaktivno.

• Kada je izložen ultraljubičastom zračenju, DNK se oštećuje. To može dovesti do neželjenih mutacija u živim organizmima.
• UV zrake prodiru i kroz vodu i uzrokuju odumiranje biljnih stanica i mikroorganizama koji služe kao hrana razvijenijim životinjama. Zbog toga se njihov broj smanjuje.
• Kod ljudi, višak UV zračenja može izazvati rak kože. (Smanjenje ozona od 1% povećava učestalost raka kože za 5%).
• Izravni kontakt ultraljubičastog svjetla s mrežnicom oka izaziva nastanak katarakte. To utječe na kvalitetu vida i može uzrokovati sljepoću.

Godine 1987. sastavljen je međunarodni sporazum - Montrealski protokol - za reguliranje emisije štetnih plinova u atmosferu koji uništavaju molekule ozona. Slijeđenje protokola pomaže u postupnom smanjenju oštećenja ozonskog omotača u atmosferi i sprječavanju širenja ozonskih rupa.