Хотя ученые уже давно ждали, что озоновая дыра над Антарктидой затянется, этого до сих пор не происходит. При этом в мире уже давно отказались от вредных для озона хладагентов. Российские ученые представили свою гипотезу, с чем это связано.
Знаменитая озоновая дыра над Антарктидой, открытая еще в 1980-х годах, вопреки прогнозам, до сих пор не исчезла. Ученые Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева (ИОА СО РАН) и Института мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН), а также Томского государственного университета в международном журнале Atmospheric Environment (Q1) представили объяснение, почему этого не произошло. Их выводы противоречат данным об озоновых дырах, которые считаются общепринятыми.
Что такое озоновые дыры
Озон — это модификация кислорода, состоящая из трехатомных молекул. Она получается благодаря воздействию солнечных лучей на обычный атмосферный кислород. Тот озон, что находится в стратосфере (на высоте 15−35 км), служит естественным щитом, защищающим живые организмы на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца.
Слой озона в стратосфере неоднороден, периодически в разных местах он истончается и образуются так называемые «дыры». Первая масштабная озоновая дыра была обнаружена в 1980-х над Антарктидой. Ее площадь оценивается в 20 млн кв. км (как две Австралии).
Ученые выяснили, что причиной истощения озонового слоя становятся загрязнители, которые попадают в стратосферу. Основная вина за экологические последствия была возложена на хлорфторуглероды (ХФУ), которые использовались в XX веке в холодильниках, аэрозолях и промышленности. В 1987 году международное сообщество приняло Монреальский протокол, который подразумевал отказ от использования ХФУ. Эти хладагенты перестали официально применяться, однако озоновая дыра над Антарктидой не затянулась.
Специалисты постоянно сдвигают сроки восстановления озонового слоя. Нынешние прогнозы предполагают, что это должно произойти в среднем к 2066 году (с диапазоном от 2049-м до 2077-м).
Альтернативный взгляд
Другими источниками хлора, губительного для озонового слоя, являются, например, запуски космических ракет. Кроме того, свой вклад в проблему вносят и естественные процессы, в частности, извержения вулканов.
Одна из гипотез увязывает появление озоновой дыры над ледяным континентом с активностью находящегося на нем вулкана Эребус. Он проснулся в 1972 году и продолжает периодически извергать газы, дым, пепел и лаву. Озоноразрушающие вещества, включая хлороводород HCl, поднимаются в стратосферу по восходящим потокам воздуха внутри высокоширотных циклонов.
Тем не менее, в общепринятой сегодня научной картине Эребус почти полностью исключается из расчетов. Эту точку зрения, в частности, разделяют Всемирная метеорологическая организация, NASA и Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA).
Что выяснили российские ученые
Коллектив ученых ИОА, ИМКЭС СО РАН и ТГУ не согласен с таким положением дел. Около 15 лет там занимаются изучением выбросов Эребуса и их связью с истощением озонового слоя над Антарктидой.
В новом исследовании ученые представили очередные доказательства того, что естественную причину нельзя сбрасывать со счетов. По их расчетам, Эребус в среднем обеспечивает около 21% общего содержания HCl в антарктической стратосфере.
— Чтобы понять, что 21% — это много, достаточно вспомнить, что содержание кислорода, которым мы дышим, в земной атмосфере также составляет около 21%, — сказал соавтор статьи, старший научный сотрудник Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, профессор физического факультета ТГУ Владислав Герасимов.
Причем вклад Эребуса в разрушение озона над Южным полюсом колеблется. Например, в 1995 году, когда активность вулкана была на максимуме, его доля в общем содержании хлороводорода достигала 31,4%.
Установлено также, что 30% межгодовой изменчивости площади озоновой дыры в сентябре обусловлено высокоширотными циклонами, доставляющими HCl от Эребуса в стратосферу (23,8% — в октябре и 11% — в ноябре).
Российские исследователи делают свои выводы на основе открытых баз — сведений NASA, ERA5, NDACC, в частности, значения концентрации HCl взяты из данных станций Ny-Alesund (Норвегия) в Арктике и Arrival Heights (США и Новая Зеландия) и Антарктике. Особенно красноречиво сравнение северных и южных полярных областей: данные показывают повышенное содержание хлороводорода именно над Антарктидой. Остается только удивляться, почему эти показатели так упорно игнорируются международным научным сообществом.
Значение исследования
От показателей озонового слоя над Антарктидой зависит будущее всей экосистемы континента и морей вокруг него. Кроме того, они важны для продолжения освоения этих суровых мест человеком. Однако согласно выводам российских специалистов, оценки и прогнозы динамики озонового слоя могут быть неточны.
Господствующая сегодня теория ставит разрушение озона в почти полную зависимость от деятельности человека. Нобелевская премия по химии 1995 года была присуждена ученым, которые обосновали эту систему взглядов. В частности, особенно тонкий озоновый слой над Антарктидой они объяснили возникновением полярных стратосферных облаков. При этом, согласно тогдашним оценкам, восстановление озонового слоя (при условии соблюдения запрета на ХФУ), должно было наступить уже к началу XXI века.
Однако этого не произошло, причем озоновая дыра периодически колеблется в размерах. Когда она уменьшается, этим обычно иллюстрируют эффективность Монреальского протокола. Когда же она вновь вырастает, в научных источниках это обычно не объясняется (как было в 2018 и 2023 годах).
Авторы не отрицают, что антропогенное воздействие на озоновый слой остается определяющим. Однако то, что недооценивается природный фактор, может в конечном счете сыграть плохую шутку.
– Даже если все ХФУ на Земле и в ее атмосфере исчезнут, озоновая дыра не закроется, пока вулкан Эребус активен, а влияние газовых выбросов вулкана Эребус на истощение озонового слоя в Антарктике больше нельзя игнорировать, — считает Владислав Герасимов.
Прислушается ли мировое сообщество к мнению российских ученых? Пока «нобелевская» теория остается господствующей, и зарубежные коллеги не спешат не только разрушить общий консенсус, но даже вступить в дискуссию.
Текст: шеф-редактор Наука Mail Евгений Трухачев.
Использованы фото с сайта Наука Mail