Парниковый эффект и озоновые дыры

Температурный баланс планеты поддерживает сложное взаимодействие сил. Излучение Солнца, пройдя через атмосферу, нагревает поверхность Земли, которая затем излучает часть тепла обратно в пространство.

Содержание углекислого газа возрастает из-за сжигания минерального топлива. Сейчас подсчитано, что увеличение его концентрации в атмосфере за последние 100 лет составило 20%. Это приводит к потеплению климата. Если подобные темпы концентрации сохранятся или увеличатся, то к 2025—2050 г. произойдет удвоение количества углекислого газа в атмосфере, и климат может существенно потеплеть: по прогнозу крупнейшего климатолога нашей страны М.Будыко, к 2000 г. на 1,4°С, а к 2025 г. — на 2,5°С. Изменение температуры и количества осадков могут сдвинуть климатические зоны и отразиться на земледелии. Вместе с тем по прогнозу, содержащемуся в Дельфийском отчете 1995 г. (Германия), к 2014 г. будут разработаны технологии, позволяющие удалять из атмосферы углекислый газ, вызывающий парниковый эффект.

Кроме того, по новейшим данным, скорость прироста углекислого газа в атмосфере за последние 3-4 года уменьшилась. В США, на которые приходится 1/5 всех выбросов, последние снизились благодаря новым технологиям, на территории бывшего СССР — из-за сильного сокращения производства.

Надо сказать, что по некоторым из расчетов опасность не так велика, как многие думают. Естественные процессы на Земле уже давно связаны с тем, что происходят периоды потепления и похолодания, были неоднократные оледенения, мамонты у нас вымирали — эти естественные оледенения Земли связаны с многотысячелетними природными циклами. Причем они связаны не только с тем, как Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца, но и как Солнце вращается в космосе. Многие специалисты считают, что у нас наступает пора предледникового периода.

Отметим также, что углекислый газ в атмосфере поглощается растениями. В последние годы заметно вырублены леса, в основном тропические, которые его поглощали, но их ведь замещает какая-то растительность. Значительное увеличение этого газа в атмосфере произойдет нескоро, и глобального потепления может не быть. Он может потребляться как материал для фотосинтеза разными растениями, а Мировой океан может взять на себя избыточную функцию поглощения. Правда, для этого нам необходимо сохранить растительность. Заработает механизм обратной связи, и парниковый эффект и его последствия будут сильно смягчены.

Значит ли это, что не надо бороться за предотвращение роста выбросов углекислого газа? Нет, конечно, нужно всегда исходить из самых пессимистических сценариев во всем, что касается таких вещей, как существование человечества. Человеческий мозг уникален в естественном мире, и мы можем потерять эту уникальную человеческую цивилизацию. А ведь она громадное достижение природы! Но существует немало способов если не предотвратить глобальные климатические изменения, то свести к минимуму их отрицательные последствия и, напротив, использовать положительные (рост урожайности).

Проблемы преодоления эмиссии в атмосферу углекислого газа решаются и чисто техническим путем необходимого развития альтернативных источников энергии. Вот как ставит этот вопрос выдающийся российский ученый-атомщик И.Н.Острецов.

Основными источниками эмиссии углекислого газа являются тепловые и электрические станции, работающие в базовом режиме, транспорт и химические предприятия.

Принципиальные направления в области базовой ядерной энергетики — реакторы на основе деления природных изотопов, реакторы на искусственных изотопах (так называемая бридерная программа) и термоядерная энергетика. На основе любой из этих схем могут быть в принципе удовлетворены все энергетические потребности человечества, а также транспорта, химии и производства продуктов питания. Например, это можно сделать с помощью так называемой ядерно- водородной энергетики. Это связано с тем, что водород является, с одной стороны, экологически чистым топливом, а с другой, может составить основу любых химических и технологических, в том числе и высокотемпературных, производств, а также практически всех интересных биологических циклов.

Главный недостаток существующих схем ядерной энергетики — то, что все они производят осколочную и наведенную активность. В принципе технологическая безопасность любой схемы может быть доведена до любого наперед заданного уровня надежности. Однако необходимость практически неограниченного во времени хранения радиоактивных отходов (причем во все возрастающих количествах) усиливает пессимизм по отношению к широкому развертыванию ядерных программ.

Примером этого может служить свертывание бридерных программ почти во всех странах. Недавно, например, Франция объявила о закрытии программы «Суперфеникс».

Мы вынуждены констатировать, что реальных энергетических программ ни в области тепловой, ни в области ядерной энергетики на XXI в. сегодня нет.

Масштабы этих работ близки к масштабам проблем трансмутации. Но все эти работы могут быть только промежуточной стадией до создания истинно чистых схем на базе термоядерных реакций. Эти работы могут быть выполнены только в рамках адекватных социальных систем. Рынок тут непригоден, — делает вывод И.Н.Острецов.

Еще одна глобальная проблема — истощение озонового слоя, защищающего Землю от смертоносного солнечного излучения.

Тонкий слой озона на высоте 25—40 км над поверхностью Земли защищает биосферу от той части солнечных лучей, которая опасна для всех форм жизни. В последние годы обнаружили, что озоновый слой разрушается, первая озоновая дыра появилась над Антарктидой. С 1975 г. каждой весной содержание озона в стратосфере снижается

до 50%. Теперь угроза обозначилась и на севере, сначала в Арктике и примыкающих районах, а с 1994 г. — над Европой, Северной Азией и Северной Америкой, Россией. Озоновый слой здесь угасал на 10- 15%. Но в феврале—марте 1996 г. огромная озоновая дыра образовалась над Восточной Сибирью. Озоновый слой здесь понизился на 20-40, а кое-где и на 50%.

Чем это грозит человечеству? Человечеству, как минимум, грозит вспышка кожных и раковых заболеваний, а вообще увеличение дозы ультрафиолетовых лучей может ослабить иммунную систему человека, уменьшить урожай полей, а дальше, если озоновое покрывало исчезнет, то ультрафиолетовые лучи иссушат Землю, животные и растения погибнут. Считается, что озоновый слой разрушают хлорфто- руглероды, применяемые в холодильниках, в аэрозолях для очистки изделий во многих отраслях производства.

Различные химические соединения начали применяться относительно недавно и не вызывали никакой тревоги, более того, казались экологически чистыми. В нижних слоях атмосферы они не вступают ни в какие химические реакции и не оказывают никаких токсичных воздействий, но именно эта инертность позволяет им подниматься в стратосферу, и там атомы хлора разрушают слой озона. Международное сообщество в 1990 г. приняло меры по тотальной приостановке производства хлорфторуглеродов, хотя срок остановки не был определен. Но многие страны (Китай, Индия) не подписали этот договор.

Так или иначе, мы видим, что две главные глобальные проблемы, которые сейчас в экологическом плане стоят перед человечеством, очень важны. Но, во-первых, они вызывают сомнение с точки зрения природных циклов, т.е., возможно, это отражение длительных циклических процессов, во-вторых, они решаются частично естественным путем и, в-третьих, если одни производства будут заменены другими, то мы имеем все возможности их преодолеть и идти вперед.

Сенсационное открытие, практически реабилитирующее фреон, признанный ранее основной причиной возникновения озоновых дыр на планете, сделано в 1997 г. российскими и украинскими учеными. В пузырьках воздуха, вмороженных в лед Антарктиды около тысячи лет назад, обнаружены хлорфторуглеводороды, одним из представителей которых является фреон. До сих пор считалось, что они могут иметь только промышленное происхождение. Причем количество обнаруженного вещества сравнимо с содержащимся в настоящее время в атмосфере.

Полученные результаты подтвердили ранее высказываемую точку зрения: изменения озонового слоя планеты вызваны общим изменением климата. В связи с этим специалисты утверждают, что запрещение фреона и переход промышленности на «озонобезопасные» вещества не способны улучшить ситуацию с озоновыми дырами, дефилирующими по всей планете. Единственным способом защиты от озоновых дыр признана охрана климата от воздействия самой природы и человека.