Новое исследование: влияние лесных пожаров на озоновый слой

Новости МирТесен

Повышение органических соединений в стратосферу вследствие пожаров способствует возникновению агрессивных ионов хлора даже при невысоких температурах. В результате формируются «озоновые дыры», которые наблюдаются не только в Антарктике, где это явление наиболее распространено.

Крупномасштабные лесные пожары в Австралии в период лета 2019-2020 годов нанесли ущерб озонового слояЭтот слой стратосферы расположен на высоте нескольких десятков километров и характеризуется концентрацией молекул озона (состоящих из трех атомов кислорода). Озон выполняет функцию естественного барьера, защищающего земную поверхность от вредного ультрафиолетового излучения.

Во время австралийских пожаров в 2019-2020-х в стратосферу попало порядка миллиона тонн дыма и сажи. В ней начались химические превращения, с которыми прежде ученые не сталкивались. Они привели к росту содержания нитрата хлора в атмосфере и ослаблению озонового слоя. Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) выяснили, как именно это произошло. Их статья опубликована в журнале Nature.

Ионы хлора представляют наибольшую угрозу для озонового слоя, поскольку они разрушают молекулы озона. Эти ионы формируются в атмосфере из соляной кислоты, которая, в свою очередь, образуется при распаде хлорфторуглеродов. Хлорфторуглероды (такие как фреон и хладон) ранее широко применялись в качестве хладагентов и растворителей, а также в составе аэрозолей. Для сохранения озонового слоя их производство было остановлено, хотя значительное количество этих устойчивых веществ всё ещё присутствует в атмосфере.

Чтобы проанализировать судьбу данных веществ под воздействием выбросов от лесных пожаров на территории Австралии, Кейн Стоун и его научная группа применили данные дистанционного зондирования Земли. Ранее подобные исследования продемонстрировали, что сажа снижает количество активных молекул азота, которые защищают озоновый слой. Теперь же выяснилось, что она еще и ускоряет появление агрессивных ионов хлора.

В стратосфере соляная кислота и другие соединения с содержанием хлора должны взаимодействовать с водяным паром для образования вредоносных частиц. Этот процесс требует очень низких температур, поэтому «озоновые дыры» преимущественно формируются над Антарктидой и Арктикой. Однако в присутствии органических соединений кислота может реагировать с ними при значительно более высоких температурах. Именно это произошло во время пожаров 2019-20 годов, когда истончение озонового слоя было зафиксировано не только в антарктическом регионе, но и на меньших широтах – непосредственно над Австралией.

Под воздействием ультрафиолетового излучения, соединения хлора и соляная кислота, поглощенные органическими частицами, генерируют агрессивные ионы, вызывающие разрушение озонового слоя. Вследствие лесных пожаров 2019-2020 годов в Австралии его толщина уменьшилась на 3-5%. Данное снижение весьма значительно: для сопоставления следует отметить, что после Монреальского протокола и прекращения производства хлорфторуглеродов озоновый слой, восстанавливается со средней скоростью в один процент за десятилетие.