Значение озонового слоя для живого вещества на планете

Значение озонового слоя для живого вещества

Атмосфера определяет условия существования большинства организмов - как непосредственно, так и косвенно, регулируя параметры их среды обитания. Одним из ключевых экологических факторов выступает её газовый состав. Около 3-3,5 млрд лет назад воздушная оболочка планеты включала азот, аммиак, водород, метан и водяной пар, тогда как свободный кислород в ней полностью отсутствовал. 

Именно такая смесь газов обеспечивала абиогенный синтез макромолекул и их дальнейшую химическую эволюцию, однако первые живые организмы из-за неё могли обитать исключительно в водной толще. Поскольку кислорода ещё не было, не сформировался и озоновый экран, а значит, ничто не препятствовало проникновению солнечного ультрафиолетового излучения.

Происхождение защитного озонового экрана

Постепенно благодаря абиотическим процессам, в частности фотолизу воды, в воздушной оболочке начал накапливаться кислород. На первых порах он немедленно тратился на окисление различных минералов, но после исчерпания их запасов стал постепенно скапливаться и формировать озоновый слой. Возникнув на высоте 20-25 км, этот экран начал задерживать коротковолновую радиацию, смертельную для всего живого. Благодаря ему организмы смогли освоить сначала прибрежное мелководье, а затем выйти и на сушу. К моменту появления наземных форм защитный слой существовал уже многие миллионы лет.

Признаки разрушения озонового слоя

За несколько последних десятилетий зафиксировано активное истощение озонового экрана. Впервые тревожный сигнал прозвучал в 1982 году: атмосферный зонд, поднятый с британской станции в Антарктиде, обнаружил на высоте 25-30 км над поверхностью планеты резкое падение концентрации озона. С тех пор над южным материком сохраняется озоновая дыра изменчивой формы и размеров, причём наблюдается устойчивая тенденция к её расширению. На сегодняшний день её площадь превышает площадь самой Антарктиды в 1,7 раза, хотя с середины девяностых годов прошлого столетия она увеличилась незначительно.

Аналогичное разрежение озона было затем выявлено над Канадским арктическим архипелагом, позднее - над Шпицбергеном. Вскоре подобные образования стали возникать не только в приполярных широтах, но и в умеренном поясе Евразии, например над Воронежем. Истощение экрана несёт серьёзную угрозу всему живому, ведь именно озон не пропускает к поверхности Земли опасное космическое излучение. Даже небольшое снижение содержания озона в верхних слоях атмосферы грозит человеку ростом числа случаев рака кожи и заболеваний глаз, а любое повышение полученной дозы ультрафиолета ослабляет иммунную защиту.

По оценкам специалистов, ослабление озонового щита затронет и растительный, и животный мир, причём устойчивость к ультрафиолету у разных видов неодинакова. Животные с дневной активностью располагают физиологическими механизмами защиты, действующими до тех пор, пока интенсивность облучения не превысит видовой порог. Ночные организмы такими приспособлениями почти не обладают, однако в силу своего образа жизни поначалу пострадают от усиления коротковолновой радиации меньше. Согласно закономерности совместного влияния факторов, это способно привести к непредсказуемым результатам: соотношение приспособленности видов сместится, а вслед за ним изменятся и биотические связи внутри экосистем.

Последствия для экосистем и биосферы

Даже слабое воздействие на отдельный показатель экосистемы способно вызвать значительные сдвиги в других её элементах или в системе целиком. Изменения, затрагивающие крупные природные комплексы, относительно необратимы. Поднимаясь по иерархии снизу вверх вплоть до биосферы, они перестраивают глобальные процессы и выводят эволюцию на новый уровень. К подобному итогу могут привести и подпороговые по силе, но длительные по времени нагрузки, выводящие экосистему из устойчивого равновесия.

Антропогенные источники разрушения и меры защиты

Истощение озонового экрана вызвало широкий общественный резонанс. Установлено, что озон разрушают хлор- и фторуглеводороды, известные как фреоны, которые применяются в холодильных установках. Доказано также вредное влияние на озоновый слой двигателей современных высотных самолётов и ракетных установок космических кораблей.

Для сохранения защитного экрана была подготовлена Венская Конвенция (1986). Первым государством, поставившим под ней подпись, стала Канада. На сегодняшний день этот документ ратифицировали 197 стран.