Спутник запустили, и образовалась самая настоящая дыра в небе... Не слышали?
Из разговоров
Спутник запустили, стремительно пронесся над головой сверхзвуковой самолет — и потянулся за ним медленно рассасывающийся шлейф, оставляемый продуктами сгорания топлива.
Но при чем тут дыры в небе? Никаких «дыр» в атмосфере и быть не может. Атмосфера Земли — газ. А газу свойственно, как известно из курса школьной физики, немедленно заполнять все образующиеся в его объеме пустоты.
Но о «дырах» в атмосфере упорно говорят не только обыватели, эту сенсационную новость преподносят газеты и обсуждают на страницах не только научно-популярных журналов. Может быть, размах хозяйственной деятельности человека принял такие размеры, что атмосфера планеты в опасности и надо принимать срочные меры, чтобы спасти ее?
В 70-х годах прошлого века ученые, изучавшие строение атмосферы
Земли, пришли к выводу, что не вся солнечная радиация, которая, согласно расчетам, должна была бы попасть на Землю, достигает земной поверхности. Выяснилось, что часть ее теряется в пути. Жесткое, коротковолновое излучение Солнца где-то поглощается. Причем происходит это не в воздушном слое, непосредственно прилегающем к поверхности планеты, а в более высоких и в то же время совершенно недоступных исследованию слоях атмосферы. У ученых складывалось впечатление, что между Солнцем и земной поверхностью помещен какой-то фильтр, который и задерживает часть жесткой ультрафиолетовой радиации.
В 1880 году английский ученый Хартли нашел «виновника». Выяснилось, что жесткое излучение Солнца поглощается озоном, особой разновидностью кислорода, молекулы которого состоят не из двух, как у обычного молекулярного кислорода, а из трех атомов.
Озон был открыт в 1840 году. Характерный запах этого газа человеку был давно известен. Он появляется во время гроз, когда концентрация озона возрастает по сравнению с нормальными условиями примерно в десять-двенадцать раз.
В атмосфере озон может образовываться из кислорода в результате фотохимических процессов.
При поглощении солнечной энергии молекула кислорода может расщепляться на отдельные атомы: Ог — О+О. Правда, часть свободных атомов снова образует пары, но возможно присоединение атомарного кислорода к уже готовой двухатомной молекуле: 02+0—Оз.
Озон весьма нестойкое химическое соединение. Он обладает сильной окислительной способностью. Для дыхания живых существ в отличие от обычного кислорода озон непригоден. Если его концентрация превышает пять миллионных долей по объему, происходит сильное раздражение у человека и животных верхних дыхательных путей.
Однако эволюция жизни на Земле происходила при непременном участии озона. Этому нестойкому и ядовитому газу природа отвела роль защитника жизни.
Известно, что молекула ДНК, основного строительного блока живой материи, легко повреждается под действием жесткой ультрафиолетовой радиации и, получая повреждения, она перестает быть матрицей для воспроизведения подобных молекул.
Но именно эту губительную для жизни часть солнечной энергии и поглощают молекулы озона. Поэтому озон действует подобно гигантскому естественному фильтру, не пускающему на Землю вредное для живых клеток излучение.
Наблюдения многих метеорологов прошлого столетия, в том числе и известного физика лорда Рэлея, позволили сделать фундаментальный вывод: в отличие от других составляющих атмосферного воздуха азота, кислорода, углекислого газа, водяного пара озон не рассеян в атмосфере, начиная от поверхности Земли, вплоть до ее естественной границы, а заключен в относительно тонком слое на высотах 20—50 километров над уровнем моря. Причем максимальная концентрация озона приходится на высоту 25—30 километров. Это и есть так называемая озоносфера или окружающий Землю озоновый щит.
В атмосфере Земли содержится совсем немного озона — всего несколько десятимиллионных долей. Но если весь земной озон собрать воедино, то при нормальном атмосферном давлении и температуре 0°С толщина озоносферы составила бы всего 3—4 миллиметра.
Однако этот невидимый и неосязаемый слой озона и в самом деле задерживает жесткую составляющую солнечного излучения.
Ученые считают, что если по каким-то причинам произойдет уменьшение количества озона в атмосфере — а это будет означать увеличение доли жесткой радиации, — рост растений будет замедлен, фотосинтез ослаблен, фауна окажется в угрожающем положении, у человека же произойдет ожог кожных покровов. По расчетам американских специалистов, уменьшение содержания озона всего на 5 процентов может привести к заболеванию раком кожи (это одно из следствий солнечных ожогов) двадцати — шестидесяти тысяч людей в год.