Ученый Политеха рассказал о 5 неожиданных фактах об озоновом слое

Факт 1. Озоновый слой чуть толще обычной спички.

Мы привыкли представлять озоновый слой чем-то вроде гигантского одеяла, окутывающего планету. Однако с точки зрения физики это иллюзия. Озон в стратосфере распределен крайне неравномерно — его концентрация варьируется в зависимости от широты, времени года и даже времени суток.

— Если собрать весь озон, разбросанный в стратосфере на высоте 20–25 км, и сжать его при нормальном атмосферном давлении, получится слой толщиной всего 3 мм. Но даже в них содержится всего несколько молекул озона на миллион других. Для сравнения: вся остальная атмосфера в сжатом виде образовала бы 8-километровую колонну. При этом именно этот тончайший слой поглощает до 99 % ультрафиолета, — объясняет эксперт в области астрономии Пермского Политеха Евгений Бурмистров.

Толщина самого слоя измеряется в единицах Добсона. Она соответствует слою чистого озона толщиной 0,01 мм при нормальном давлении. Среднее значение для всей планеты — около 300 единиц, что как раз равно 3 мм — чуть толще обычной спички.

Факт 2. На Марсе тоже есть озоновый слой

В 2025 году астрофизики зафиксировали удивительное явление: на Марсе, атмосфера которого слишком разрежена для стабильной защиты от радиации, существует сезонный озоновый слой, который ученые назвали «пузырем».

— Всё дело в марсианском полярном вихре, который изолирует воздух над северным полюсом планеты, когда там наступает зима. Температура внутри вихря примерно на 40 °C ниже, чем снаружи, а солнечный свет отсутствует месяцами. В таких условиях водяной пар вымерзает, и озон, которому не с чем вступать в реакцию, начинает накапливаться. С приходом весны вихрь разрушается, холодный воздух смешивается с теплым, и накопленный озон вступает в реакции с водяным паром и другими соединениями, постепенно исчезая до следующего зимнего сезона. Это открытие дает основание полагать, что у Земли и Марса больше общего, чем мы думали раньше, — по крайней мере, в том, как работают атмосферные процессы на полюсах, — комментирует Евгений Бурмистров.

Для астробиологии это открытие имеет огромное значение: если в древности на Марсе существовал устойчивый озоновый слой, он мог защищать поверхность от жесткого ультрафиолета, а значит, условия для возникновения жизни там были более благоприятными, чем считалось ранее.

Факт 3. Полигоны ТБО — неочевидная угроза озоновому слою

Обычно в разрушении озонового слоя винят аэрозольные баллончики и фреон из старых холодильников. Однако существует и менее очевидный, но все более опасный источник — полигоны твердых бытовых отходов.

— В толще мусора разлагаются сложные органические вещества. В составе биогаза, помимо метана и углекислого газа, содержится множество летучих органических соединений. Попадая в атмосферу, они вступают в фотохимические реакции, которые могут влиять на цикл озона. Особую опасность представляют захоронения старой электроники, упаковок и средств гигиены, содержащих остаточные количества хлорфторуглеродов и их заменителей — гидрофторуглеродов. Со временем эти вещества высвобождаются из толщи мусора. И если ХФУ напрямую разрушают стратосферный озон, то их преемники — гидрофторуглероды — хотя и безопасны для озонового слоя, являются крайне мощными парниковыми газами: их воздействие на климат в 20-летней перспективе может в тысячи раз превышать влияние углекислого газа. Так мусорная свалка превращается в двойную экологическую ловушку, — рассказывает Евгений Бурмистров.

Большинство полигонов не оборудованы системами сбора и утилизации биогаза, поэтому вредные соединения беспрепятственно попадают в атмосферу. И если с промышленными выбросами ХФУ удалось справиться благодаря международным соглашениям, то проблема «мусорных» выбросов, особенно в странах с низкой культурой переработки, только набирает обороты. Таким образом, сортировка мусора и переход на циклическую экономику — это вклад не только в чистоту улиц, но и в сохранение климата и стратосферного щита планеты.

Факт 4. Озон может приносить как пользу, так и вред

Мы привыкли называть озон «хорошим газом» в стратосфере и забываем, что у поверхности он превращается в опасный токсин.

— «Плохой» озон не выделяется из заводских труб напрямую. Он образуется в результате смога, когда выхлопные газы автомобилей под воздействием солнечного света вступают в реакцию. Вдыхать его опасно: он разрушает легкие, вызывает приступы астмы и повреждает урожаи. Его высокая концентрация в воздухе мегаполисов является серьезной экологической проблемой. Получается удивительный парадокс: один и тот же химический элемент на высоте 20 км — спаситель всего живого, а на уровне нашего роста — опасный загрязнитель номер один, — объясняет Евгений Бурмистров.

Наибольшие концентрации приземного озона фиксируются в крупных городах с жарким климатом, где солнечный свет активно превращает выхлопные газы в токсичное соединение. Максимальные значения приходятся на летние месяцы и часы пик, когда интенсивность движения и температура воздуха становятся особенно высокими.

Факт 5. Восстановление озонового слоя — научно подтвержденный факт

Вопреки скептикам, озоновый слой действительно восстанавливается. И это подтверждается сравнением спутниковых данных с климатическими моделями.

— Наука позволила не только определить причину разрушения озона, но и предложить работающее решение. Запрет хлорфторуглеродов был введен на основании убедительных доказательств их влияния на стратосферный озон — и принес результаты. Наблюдения за последние годы показали, что более 50 % роста концентрации озона над Антарктикой с 2018 года — прямое следствие Монреальского протокола — документа, принятого в 1987 году. Он стал первым в истории глобальным экологическим соглашением, в котором страны договорились поэтапно отказаться от производства озоноразрушающих веществ, — комментирует Евгений Бурмистров.

По прогнозам Всемирной метеорологической организации, при сохранении текущих темпов озоновый слой восстановится до уровня 1980-х годов к середине этого века.

Фото: Earth Science and Remote Sensing Unit, Lyndon B. Johnson Space Center, eol.jsc.nasa.gov