Алексей Бочавер - Я познаю мир. Арктика и Антарктика

Изображение озоновой дыры

Может, соединения азота вступали с озоном в химические реакции и разрушали его, присоединяя к себе? Тоже, видимо, нет – таких соединений становится меньше вместе с озоном, а должно было бы становиться больше.

Наиболее же вероятно, что к разрушению озона причастен хлор. Сам по себе хлор – тяжелый и ядовитый газ зеленого цвета. Но, несмотря на ядовитость, он довольно широко используется людьми (для дезинфекции воды, например). Но с озоном взаимодействует не сам хлор, а его соединения, тоже газы, но искусственного происхождения. Они использовались (а кое–где продолжают использоваться) в холодильниках и аэрозольных баллончиках.

Попадая в атмосферу, они постепенно уходят в верхние ее слои. Там ультрафиолетовое излучение Солнца разрывает их на части, хлор высвобождается. Он–то и взаимодействует с озоном.

При этом на большой высоте (около 20 километров) образуются облака, имеющие длину до 100 километров. Они светятся, переливаясь подобно морским раковинам. За это исследователи назвали их перламутровыми. Кроме них в полярных районах Земли обнаружили и другие облака. Одни – состоящие не из чистой воды, а из азотной кислоты. А другие похожи на перламутровые, но не переливаются. Все вместе их стали называть полярными стратосферными облаками.

И оказалось, что все эти облака вместе с хлором участвуют в процессе утонынения озонового слоя. Поэтому дыры и появляются над полюсами – там хлору помогают облака.

Хотя и без облаков хлорсодержащих веществ выбрасывается в процессе деятельности людей столько, что их оказывается достаточно для образования дыр над крупными промышленными центрами, например такими, как Москва. Но нет худа без добра: та же промышленность выбрасывает в воздух тучи пыли, которые отражают солнечный свет и не дают ультрафиолету пробиться к Земле.

Что ожидает людей в связи с появлением озоновых дыр? Пока – ничего хорошего. Хлорсодержащие вещества в холодильниках и баллончиках стали заменять на безобидные, но сколько старых холодильников продолжает работать! А кроме того, такие же газы выделяются из пенопласта, из некоторых растворителей и других веществ. И хотя в 1987 году многие развитые страны договорились сократить производство таких веществ, пока их попадает в атмосферу более, чем достаточно. А каков будет результат? Неизвестно.

Не один лишь озон обладает специфическими и зачастую важными свойствами. Таков и углекислый газ, хорошо знакомый нам по пузырькам в газированной воде.

Одно из его свойств заключается в том, что он с легкостью пропускает сквозь себя солнечный свет, но не пропускает тепла. Поэтому Солнце беспрепятственно освещает и нагревает поверхность Земли. Но когда нагревшаяся Земля начинает остывать (как любое другое горячее тело), углекислый газ не позволяет теплу уходить от нее в космос, и оно остается на планете.

Практически то же самое происходит в парниках (теплицах). Только роль углекислого газа здесь играет стекло или полиэтиленовая пленка, которыми закрыт парник. Сквозь них тоже проходит свет, нагревая грядки внутри теплицы. А вот остыть им трудно – тепло задерживается внутри. Поэтому действие углекислого газа и называют парниковым эффектом.

Сейчас в нашем воздухе очень немного углекислого газа – гораздо меньше, чем 1%. Но если бы его не было вообще, средняя температура на Земле была бы ниже примерно на 25°С. Температура на экваторе (там, где сейчас растут джунгли!) опустилась бы практически до 0°С. А в Подмосковье температура поднималась бы выше нуля только на несколько недель в середине лета – только мхи и лишайники способны выжить в таком климате.

Круговорот углекислого газа

А вот на Венере (похожей на Землю и размерами, и тем, что у нее есть атмосфера) углекислого газа много. И парниковый эффект очень силен. К тому же Венера ближе, чем Земля, к Солнцу, и солнечного света на нее попадает больше. В результате температура поверхности Венеры очень высокая – до 400°С. А уже при 100°С закипает вода! Понятно, что существам, похожим на земные, здесь не выжить (за исключением, может быть, некоторых микроорганизмов).

Таким образом, рост и таяние ледников могут оказаться связаны с количеством углекислого газа в воздухе. А оно и в самом деле меняется. Когда углекислого газа много и на Земле тепло, в морях начинают бурно размножаться мелкие морские организмы – им очень комфортно в теплом климате. И каждый такой организм строит свой скелет или панцирь, забирая для этого некоторые вещества из окружающей среды – морской воды. Особенно много, в этой воде растворенного углекислого газа. Чем больше организмов – тем больше углекислого газа они забирают. А когда они умирают, газ не выделяется обратно – он уже превращен ими в другое вещество, которое вместе с их останками падает на дно и превращается в известняк.

Углекислого газа в атмосфере становится меньше, на Земле холодает, начинается очередное оледенение. Обитатели теплых морей погибают, и потребление газа уменьшается. Постепенно его становится все больше, и на планете опять становится теплее. Оледенение сменяется межледниковьем. И все начинается сначала.

Откуда же попадает в атмосферу Земли углекислый газ? Его в очень больших количествах выбрасывают при извержениях вулканы.

Часть его приходит, вероятно, из глубоких недр, а часть захватывается вулканическими породами из тех самых известняков, которые образовались на дне морей и океанов. Таким образом, на нашей планете действует круговорот углекислого газа, и в зависимости от того, сколько его в данное время находится в воздухе, на Земле либо царствует холод, либо становится тепло. Иногда – даже гораздо теплее, чем в настоящее время.

Среди газов, составляющих атмосферу Земли, немало водяного пара – около 13 тысяч кубических километров. Это примерно стотысячная доля всех водных запасов Земли.

В отличие от других газов, входящих в состав атмосферы, содержание водяного пара в ней постоянно меняется от долей до четырех процентов.

Молекулы жидкости всегда находятся в движении и некоторым из них – самым быстрым – удается прорвать поверхность жидкости и уйти в воздух, превратившись в пар. С повышением температуры в жидкости становится все больше быстрых молекул, и жидкость испаряется интенсивнее. Когда температура понижается – то есть скорости молекул уменьшаются – испарение замедляется. Поэтому количество водяного пара в воздухе зависит от температуры водоема и от величины его поверхности.