ОЗОН ТА ЖИТТЯ - Значення озонового шару для Землі
Надзвичайну важливість не тільки для історичної геології, а й для сучасної людини має питання про співвідношення життя та озона, що є в атмосфері. Можна вважати, що життя -- рослинний та тваринний світ -- зміг розвинутися на Землі тільки тоді, коли виник достатньо потужний "озоновий щит", що захищає її від ультрафіолетової радіації Сонця. Зрозуміло, що про цей щит ми маємо піклуватися і зараз.
Хоча вік Землі оцінено зараз доволі точно - біля 4,5-10 9 років, про первинну атмосферу Землі нам відомо дуже мало. Якщо Земля виникла з космічного протопланетної хмари, у складі якої знаходився у великій пропорції водень, то цей водень було досить рано загублено Землею. Геологи вважають, що відома нам атмосфера Землі вторинна та утворилася з вулканічних газів або вивільнена з геологічних порід. В цих газах не було вільного кисню (так його майже немає в атмосферах інших планет). Така вулканічна атмосфера Землі складалася тоді, біля 109 років тому, мабуть, тільки з Н2, НОH, N2 та СО2. Тоді на Землі майже не було життя. Ультрафіолетова радіація з довжиною хвилі менш ніж 307 нм могла знищити ДНК живих клітин (краще сказати, зашкоджувати їх розмноженню, якщо б вони виникли). Тільки потужній шар води міг захистити живу речовину від радіації. Пізніше в атмосфері з'явився кисень, а з нього виник захисний шар озону.
Можна вважати, що водяна пара почала розкладатися під дією ультрафіолетової радіації з H = 134... 237 нм по реакції OНО + Hv --- ОН + Н. При цьому атоми водню Н могли уникнути з верхньої гарячої атмосфери -- такий процесс вивчено зараз добре -- со скоростью 107... 108 атомів з 1 см2 в секунду. Далі при реакції ОН + ОН --- НО + О утворювався вільний кисень.
Э. Хестведт та С. Хенриксен в праці, що була опублікована в університеті в Осло в 1973 г., вважають, що саме таким було годоине джерело кисню в атмосфері давніх геологічних епох. Спеціалісти геологи вважають, що утворений О2 майже весь швидко використовувався на окислення порід земної поверхні.
Джерелом вільного озону міг також бути процес фотосинтезу.
При цьому є досить важливою більш точна оцінка небезпечної радіації, що первоначально гальмувала виникнення живої речовини. Так, в роботі Беркнера и Маршалла було прийнято, що для життя -- для ДНК -- небезпечною є спектральна область с а = 240... 285 нм при енергетичній освітленості в цій області більш ніж 10 ^Вт-м"2. Пізніше М. Ратнер та Дж. Уокер вибрали інший критерій. Хоча у більш довгих хвиль ефект, що знищує ДНК, понижується, енергія променів Сонця в цих хвилях набагато більша, а захисна властивість інших органічних речовин, що оточують клітинне ядро, мала. При цьому небезпечною ультрафіолетовою радіацією є 10~1 Вт-м~2 для всієї області спектра с h < 302 нм.
Так виникло унікальне явище в геологічній історії --до так званого еволюційного вибуху. Після того як в архейській ері сотні мільйонів років існували тільки примітивні організми -- бактерії та водорості, частково навіть анаеробні організми в мілководних морях та озерах, в палеозойській ері розвиток життя швидко піднявся на високий рівень. В силурійській період проходив розвиток багатого життя в морі, де з'явились роди риб, а в кінці його, біля 440 млн. років тому, з'явилась рослинність на суші -- предки сучасних папоротноподібних та плаунів. В девоні, приблизно 370 млн. років тому, розквітло тваринне життя в багатих лісах. Так почався період підсиленого фотосинтезу та швидкого накопичення кисню в атмосфері.
Безсумнівно, що в кисневій атмосфері виник шар озону тобто озонний екран, спочатку, біля поверхні Землі. При вмісті кисню біля 0,1 сучасної його кількості (РАL -- present stmospheric level) шар озону піднявся вже в стратосферу.
Рисунок 1 показує, як шар озону, що зародилася ще при концентрації кисню біля 3*10-4 РАL скоро досяг на рівні максимуму озону, концентрації N3 = 1013 молекул в 1 см3 та поступово розповсюдився в більш високі шари атмосфери при накопиченні О2 от 3-10-4 РАL до 1 РАL.
На рис. 2 показано, як пропускала така озоносфера радіацію Сонця до поверхні Землі. Майже вся радіація з h=280 нм відфільтровувалась вже при 2-*10-2 РАL. Цей момент відмітив собою появу розвинутого життя на суші. Ще трохи раніше при (2... 3)*10-3 РАL такому відфільтровуванню допомагав шар води товщиною приблизно 2 м, також зменьшуючий дію ультрафіолетової радіації. Тоді, мабуть, життя могло почати розвиватись інтенсивно у воді, в теплих прибережних водах, озерах.
Якщо врахувати, що джерелом кисню була фотодисоціація водяної пари, то еволюційний вибух міг відбутися тільки при дуже швидкому насиченні -- за геологічною шкалою часу -- атмосфери водяною парою, що почала енергійно розкладатися на сонячному світлі.
Якщо ж допустити, що життя поступово утворювало фотосинтетичне джерело кисню, після того як розклад пари або життя в морі утворили первинне підвищення рівня кисню до (2... 3)- 10-3 РАL, то швидкість еволюційного вибуху добре пояснюється таким механізмом з сильним додатнім звязком. Пояснюється й послідовність розвитку життя у воді й на суші
Питання про озоновий шар дуже гостро постало в наші дні.
Міжнародна метеорологічна організація виступила в 1976 р. з проектом "Глобального вивчення й моніторингу озону". Проект енергійно потримала й Міжнародна комісія з атмосферного озону. В березні 1977 г. Це питання було розглянуто у "Програмі Організації Об'єднаннях Націй з оточуючого середовища "UNEP". В травні того ж року в Женеві зібрались спеціалісти, що вивчали новітні прибори й можливості координованих спостережень найбільш біологічно активної частини сонячного спектру -- між 290 _ 320 нм. Вже у 1978 р. спеціальний циркуляр ММО вже рекомендував країнам організацію спостережень ультрафіолетової радіації.
Ідея небезпеки знищення шару озону та його наслідках призвела до створення в США спеціальної "Програми визначення кліматичних впливів" (СIАР) (під загальним керівництвом Департаменту транспорту США), маючи на увазі викиди стратосферної авіації. З цією ціллю в 1972... 1975 рр. було зроблено 4 конференції спеціалістів з проблем авіації, фізиці атмосфери, та забруднення й озону. Аналогічна програма (СОVOS) було уварено у Франції.
В наш час головною рисою розподілення радіації по земній кулі є її широтна залежність. Розрахунки показують, що тропічний пояс має отримувати до 360... 420 Вт-ч-м-2 на місяць. Таким чином, знищення шару озону має по різному вплинути на тропічній та помірній зоні на населенні.
Похожие статьи
-
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ОЗОНУ - Значення озонового шару для Землі
Це слово в перекладі з грецької мови означає "пахучий", "запашний", "той, що пахне". Кожен з нас відчував характерний різкий запах цього синюватого газу...
-
ОЗОНОВИЙ ЩИТ ЗЕМЛІ - Значення озонового шару для Землі
Історія вивчення озону не дуже тривала. Заслуга відкриття його шару належить фізикам із Франції: Ш. Фабрі та А. Б'юіссону, які в 1913 р. довели, що...
-
ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ОЗОНУ - Значення озонового шару для Землі
Енергію молекули можна представити як суму трьох частин -- електронної, коливальної та обертальної енергій. Енергетичні стани, змінюються дискретним...
-
ВИСНОВКИ - Значення озонового шару для Землі
Сучасна теорія ПСХ-ХФВ утворення озонової діри пояснює більшість даних спостережень. Виділення ХФВ в результаті лядської діяльності відповідає головним...
-
Проблеми якості життя й екологічної безпеки. - Проблеми якості життя й екологічної безпеки
Людина в плині всього свого життя є під впливом цілого спектра факторів навколишнього середовища - від екологічних до соціальних. Крім індивідуальних...
-
Определение озона, Причины возникновения "озоновых дыр" - Разрушение озонового слоя Земли
Известно, озон (Oз)- модификация кислорода - обладает большой химической реактивностью и токсичностью. Озон образуется в атмосфере из кислорода при...
-
Економічний процес зображається у вигляді кругової діаграми руху маятника між виробництвом і споживанням всередині абсолютно закритої системи. Але...
-
Вода покриває 71% поверхні Землі. Основна маса води ("96,5%) зосереджена у Світовому океані, причому це солона вода. Середня солоність цих вод -- 35 г/л....
-
Літосфера рослинний грунтовий ерозія Сучасний стан грунтів такий, що він є не стільки природним тілом, скільки продуктом людської діяльності. Шкідливий...
-
Смертоносні тумани. - Наслідки інтенсивного видобутку нафти
Набагато більшу небезпеку таїть у собі використання нафти й газу як паливо. При згорянні цих продуктів в атмосферу виділяються в більших кількостях...
-
Літосфера, її складові та значення - Літосфера, її складові та значення
Літосфера - верхня тверда оболонка земної кулі. Найважливішими її частинами є: ? поверхневий родючий шар, або грунт, ? земні надра (корисні...
-
Введение - Разрушение озонового слоя Земли
В ХХI в. среди многих глобальных экологических проблем биосферы остается весьма актуальной проблема разрушения озонового слоя и связанного с этим...
-
Разрушение озонового слоя земли хлорфторуглеводородами - Озоновый слой
В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в...
-
Первым этапом при организации обращения с отходами на предприятии является установление классов их опасности для окружающей среды. В соответствии со ст....
-
Озон - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
Преимущества - Озон имеет более высокую эффективность, чем хлор, хлорамин и диоксид хлора с точки зрения инактивации вирусов Cryptosporidium и Giardia -...
-
Загальні відомості про дозиметри Простота експлуатації даних приладів, які називаються дозиметри, дозволяє застосовувати їх населенням, що не володіє...
-
Антропогенные причины разрушения озонового слоя - Разрушение озонового слоя
Нарастание концентрации хлорфторуглеродов (фреонов), диоксидов азота, метана и других углеводородов, поступающих в дополнение к естественным составляющим...
-
С позиции самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьезных...
-
Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды. - Биосфера и человек
В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. Однако при современном уровне развития...
-
Атмосфера: її склад, роль та функції Атмосфера - газова оболонка Землі, формування якої відбувалось в результаті геологічної еволюції і безперервної...
-
Наслідки забруднення - Методи захисту повітряного басейну
Історія світового охорони здоров'я налічує кілька катастрофічних випадків, пов'язаних із забрудненням повітря. Так, у грудні 1930 р. в долині річки Маас...
-
Кисневе голодування як фактор забруднення водойм - Водні ресурси і їх використання
Як відомо, круговорот води складається з декількох стадій: випару, утворення хмар, випадання дощу, стоку в струмки й ріки й знову випару. На всім своєму...
-
Атмосфера це одна з геосфер, суміш газів, що оточують Землю, та утримуються завдяки силі тяжіння. Попри те, що маса атмосфери становить лише одну...
-
Джерела забруднення - Методи захисту повітряного басейну
Забруднення атмосферного повітря і води, яке розпочалося у великих містах і промислових центрах, поступово стало набувати регіонального характеру. Для...
-
Сущность проблемы парникового эффекта сводится к потеплению климата. Причинами появления данной проблемы являются антропогенные факторы. Это такие как...
-
Для проведения пенной флотации производят измельчение руды до крупности 0,5-1,0 мм в случае природногидрофобных неметаллических полезных ископаемых с...
-
Процедура, включающая в себя случай и основания для назначения, условия организации и порядок проведения, организационные формы и правила, учитываемые...
-
Согласно ст. 14 Федерального закона "Об отходах производства и потребления", индивидуальные предприниматели и юридические лица, в процессе деятельности...
-
Таблица 3.1 - Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу Параметры выбросов загрязняющих веществ для расчета ПДВ Таблица 4.1 - Параметры...
-
Местоположение и функции озонового слоя - Озоновый слой
В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из...
-
Земельні ресурси України - Літосфера, її складові та значення
Уся площа земної суші становить 148 млн. км2. Загальна земельна площа України -- 60355 тис. га. Таблиця 3 Розподіл земельного фонду України Категорія %...
-
Значение воды для жизненных процессов на земле, Роль воды в жизни человека - Охрана водных ресурсов
Вода, окись водорода, является простейшим устойчивым в обычных условиях химическим соединением водорода с кислородом. Значение воды трудно оценить, так...
-
Таким чином, екологічний фактор відіграє важливу роль у функціонуванні суспільного виробництва для регулювання співвідношення попиту і пропозиції. Для...
-
Розрахуємо хлораторну для станції обробки води Хлорування приймаємо хлором у два етапи. Визначаємо годинну витрату хлору: для попереднього хлорування...
-
Гипотезы разрушения озонового слоя. - Разрушение озонового слоя Земли
Многочисленные международные экспедиции по изучению озоновых дыр в Антарктиде и Арктике установили, что, помимо различных природных факторов, все же...
-
Адаптація людини до умов навколишнього середовища. - Проблеми якості життя й екологічної безпеки
Географічна варіабельність рис будови тіла й фізіологічних ознак у популяціях людини надзвичайно велика. Це якість людського виду (Homo sapiens)...
-
К основным параметрам бутовой полосы относят ее ширину и объем. Ширина бутовой полосы определяется по условиям: В = 6...8m. Где: m - выемочная мощность...
-
Классификация устройств для очистки воздуха от пыли Пылеулавливающее оборудование при всем его многообразии может быть классифицировано по ряду...
-
Пылеуловители для очистки выбросов в атмосферу - Техника защиты окружающей среды
Пылеосадительные камеры. Очистку газов от пыли под действием сил тяжести производят в пылеосадительных камерах. Запыленный газ поступает в камеру, внутри...
-
Фильтры для очистки воды - Проблемы загрязнения водоснабжения
Фильтры для очистки воды: плюсы и минусы Здоровье - это самое дорогое, что у нас есть. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, 80% всех...
ОЗОН ТА ЖИТТЯ - Значення озонового шару для Землі