Думаю, нет такого взрослого человека, кто не слышал про озоновые дыры. Если погрузиться в этот вопрос, то краткая информация о причинах образования таких «дыр» в озоновом слое, защищающем все живое от ультрафиолета, будет следующая:
Озонразрушающие вещества, в частности, хлорсодержащие хладагенты (фреоны) поднимаются в стратосферу, где разрушаются и свободный хлор так же разрушает озон (O₃). Один атом хлора может уничтожить до 100 000 молекул озона, превращая его в обычный кислород (O₂), который не задерживает жесткое УФ-излучение.
Это якобы открытие было сделано относительно недавно, в 1974 году химики Шервуд Роуланд и Марио Молина, которые опубликовали шокирующую теорию с описанием этого механизма. К середине 80-х теория подтвердилась фактом: над Антарктидой была обнаружена гигантская озоновая дыра. Эту новость растиражировали СМИ и понеслось...
Почему-то это не прошло мимо глобальной политики (хотя в большинстве случаев там не обращают на подобное). В 1987 году 46 стран подписали Монреальский протокол о запрете хлорсодержащих фреонов в холодильной технике. Распространённый на то время фреон R12 (хлорфторуглерод) попал под запрет. Это был единственный фреон, на котором работала вся промышленность и военка в СССР. Более подробно про это можно ознакомиться в статье:
С чего ученые решили, что этот фреон является источником разрушения озона в стратосфере? Хлорфторуглерод в 4 раза тяжелее воздуха и подняться в стратосферу не может физически. К тому же, разрушение озонового слоя фиксировалось в далеких от промышленных центров регионах – над Антарктидой и на севере Сибири.
Такие области с тонким слоем озона должны наблюдаться не над безлюдными территориями, а над Китаем и Европой, над крупными центрами использования холодильной техники. А этого нет от слова совсем.
Озоновая дыра над арктическими регионами была и такой, но быстро затягивалась.
Самая мощная озоновая дыра – над Антарктидой. Вот ее динамика за несколько лет:
Если не принимать официальную точку зрения, о том, что здесь фреоны разрушают озон, то логика говорит следующее: в этой области крайне низкое ультрафиолетовое излучение от Солнца и озон не успевает образовываться. Но странно в этом наблюдении то, что вокруг зоны с пониженным содержанием озона находится зона с его повышенным содержанием.
Такое впечатление, что какой-то процесс выталкивает озон из полярной зоны, расталкивает по окружности и лишь с удалением от этой аномальной области его концентарция выравнивается до средней. На этот факт ученые не обращают внимание и никак не комментируют.
Какие альтернативные гипотезы или модели можно предложить, которые могут объяснить образование озоновых дыр над Антарктидой?
С 1965 г. в науке известен гидроксильный цикл разрушения озона. Это когда любой углеводород, выходящий из недр планеты и поднимающийся в стратосферу, разрушается ультрафиолетом с образованием там гидроксильной группы (ОН). Это соединение и уничтожает озон. Известно около 40 реакций, приводящие к этому, включая цикл азота, которого больше всего в атмосфере.
Тот же метан (СН4), которого из недр выходит очень много – легче воздуха и он может быть основым газом, разрушающим озоновый слой. Так же и дегазация водорода добавляет свое влияние в этот процесс. Водород на высоте окисляется с промежуточным образованием гидроксильной группы ОН.
Единственный россйский ученый, кто изучает этот механизм – Владимир Сывоткин. Вот его краткая информация по этой теме:
Через тектонические разломы и рифтовые зоны (в том числе в Арктике и Антарктиде) из мантии выделяется водород, взаимодействуя с озоном в стратосфере, что ведёт к его локальному разрушению. Сторонники этой версии отмечают, что Монреальский протокол (запрет фреонов) не привел к быстрому исчезновению озоновых дыр - это указывает на доминирующую роль природных факторов.
Но и его, можно сказать, уже теория, не объясняет всех странностей. Метан или водород выходят по разломам и горных массивов и зоны разрушения озона были бы привязаны к хребтам. А мы видим вот такую странность: озоновая дыра и область с повышенным содержанием озона быстро вращаются.
Такое впечатление, что они следуют за положением Солнца или так вращается (изменяется) магнитное поле (или поток заряженных частиц) в этом месте, которое влияет на положение озоновой дыры.
В природе существуют и естественные источники хлора - вулканы и океаны. Разговор о вкладе природного хлора в разрушение озона ведется давно. Океан и вулканы выделяют огромные массы хлора (по некоторым оценкам, миллионы тонн), что несопоставимо с промышленными выбросами фреонов.
Как образуется озон в стартосфере? Основой современных представлений образования озона в статосфере является фотохимическая теория, предложенная Сидни Чепменом в 1930 году. Она описывает непрерывный цикл, в котором ультрафиолетовое излучение Солнца создает и одновременно разрушает озон:
- Жесткое УФ-излучение (с длиной волны короче 242 нм) расщепляет молекулу кислорода на два свободных атома кислорода.
- Образование озона: Каждый атом кислорода быстро присоединяется к другой молекуле кислорода, образуя озон.
- Разрушение озона: Озон также нестабилен. Под действием УФ-излучения (с длиной волны короче 320 нм) он распадается на молекулу кислорода и атом кислорода.
В отсутствие катализаторов (посторонних веществ) этот цикл находится в динамическом равновесии. Однако классическая теория Чепмена предсказывала гораздо большее количество озона, чем наблюдается в реальности.
Не так давно в зарубежных научных публикациях появилась новая теория. Озоновые дыры образуются из-за влияния заряженных частиц, летящих по магнитному полю Земли к полюсам.
Оказалось, заряженные частицы (протоны, электроны, космические лучи) очень сильно воздействуют и разрушают озоновый слой, особенно в полярных регионах и в верхних слоях атмосферы. Механизм их влияния принципиально отличается от действия фреонов.
Основной механизм разрушения озона:
Высокоэнергичные частицы (протоны от Солнца, электроны из радиационных поясов Земли или галактические космические лучи) сталкиваются с молекулами азота и кислорода в атмосфере. Эти заряженные частицы, проникая в атмосферу, вызывают её ионизацию. Процесс запускает цепную реакцию, ведущую к образованию так называемых активных радикалов - соединений оксида азота (NOx) и гидроксильных групп (OН), которые каталитически разрушают озон.
Эти радикалы вступают в каталитические реакции с озоном, разрушая его молекулу и восстанавливаясь для участия в следующем цикле. Один атом азота или водорода может уничтожить тысячи молекул озона.
Источник, где была опубликована эта научная работа: https://www.nature.com/articles/s41598-022-20548-2
Северный и южный магнитный полюс отличаются направлением магнитных линий. К одному полюсу летят частицы отрицательным зарядом (электроны), а к другому – с положительным. И, скорее всего, к южному полюсу летят тяжелые ионы, которые разрушают озон и там постоянно находится озоновая дыра. Т.е. влияние промышленности на озоновый слой здесь не прослеживается. Это полностью зависит от космических факторов и солнечного ветра.
На это заключение ученым понадобилось 40 лет с момента подписания Монреальского протокола. Интересно, его будут отменять или пересматривать? Запреты отменять не любят. Это признание своей неправоты, в политике это считается слабостью.