Почему озоновая дыра над Антарктидой не затягивается вопреки запрету вредных веществ: гипотеза российских ученых
По их мнению, заметный вклад в разрушение стратосферного озона вносит действующий вулкан Эребус, поставляющий в атмосферу хлороводород.
Исследователи считают, что игнорирование естественных факторов может приводить к неточным прогнозам восстановления защитного слоя планеты.
Озоновая дыра над Антарктидой, обнаруженная в 1980-х годах, продолжает существовать, хотя мировое сообщество ещё в конце прошлого века отказалось от применения разрушающих озон хлорфторуглеродов. Научный коллектив из Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН, Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН и Томского государственного университета опубликовал в журнале Atmospheric Environment собственное объяснение этого феномена. Выводы исследователей расходятся с доминирующей в науке точкой зрения, передаёт Наука Mail.
Природа озонового щита и его уязвимость
Озон представляет собой трёхатомную модификацию кислорода, образующуюся под действием солнечного излучения. Его слой в стратосфере на высоте от 15 до 35 км служит барьером, защищающим живые организмы от губительного ультрафиолета. Истончение этого слоя, называемое озоновыми дырами, впервые в крупных масштабах зафиксировали над Антарктидой. Площадь такого разрыва достигает 20 млн кв. км.
Главной причиной разрушения озона долгое время считались хлорфторуглероды, массово применявшиеся в холодильном оборудовании и аэрозолях. Для решения проблемы в 1987 году был подписан Монреальский протокол, запретивший использование этих веществ. Официальный отказ от них состоялся, однако истощение слоя над Южным полюсом не прекратилось. Сейчас восстановление прогнозируется в среднем к 2066 году, хотя ранее ожидалось, что это произойдёт гораздо раньше.
Естественный источник разрушительных веществ
Хлороводород, губительный для озона, может иметь не только техногенное происхождение. Одним из его природных источников выступает вулкан Эребус, пробудившийся в 1972 году. Газы и пепел из его жерла, включая HCl, поднимаются в стратосферу с восходящими потоками внутри высокоширотных циклонов. Однако в расчётах таких организаций, как Всемирная метеорологическая организация, NASA и Национальное управление океанических и атмосферных исследований США, вклад Эребуса почти полностью исключается.
Российские учёные около 15 лет анализируют выбросы этого вулкана. В новой работе они привели расчёты, согласно которым Эребус обеспечивает в среднем около 21% общего содержания HCl в стратосфере над Антарктидой.
«Чтобы понять, что 21% — это много, достаточно вспомнить, что содержание кислорода, которым мы дышим, в земной атмосфере также составляет около 21%», — отметил соавтор статьи, старший научный сотрудник Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН, профессор ТГУ Владислав Герасимов в беседе с Наука Mail.
В периоды максимальной активности вулкана этот показатель возрастает. Так, в 1995 году доля HCl от Эребуса достигала 31,4%. Исследование также показало, что высокоширотные циклоны определяют 30% межгодовой изменчивости площади озоновой дыры в сентябре, 23,8% — в октябре и 11% — в ноябре.
Данные и расхождения с господствующей теорией
Выводы сибирских специалистов опираются на открытые сведения NASA, ERA5, NDACC, включая замеры концентрации HCl на норвежской станции Ny-Alesund в Арктике и станции Arrival Heights в Антарктике. Сравнение полярных регионов показывает заметно повышенное содержание хлороводорода именно над Антарктидой.
Авторы не отрицают определяющей роли антропогенного фактора. Однако, по их мнению, недооценка природной составляющей искажает прогностические модели. Доминирующая концепция, удостоенная Нобелевской премии по химии 1995 года, связывает истончение слоя над Антарктидой с полярными стратосферными облаками и предсказывала его восстановление уже к началу XXI века. Этого не случилось, а текущие колебания размеров дыры, по наблюдениям учёных, не всегда находят объяснение в научных публикациях. Например, рост площади фиксировался в 2018 и 2023 годах.
«Даже если все ХФУ на Земле и в её 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», — заявил старший научный сотрудник Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН, профессор физического факультета Томского государственного университета, доктор физико‑математических наук Владислав Герасимов.
Состояние озонового слоя над ледяным континентом критически важно для будущего его экосистемы, окружающих морей и деятельности человека. Неточные оценки, считают исследователи, могут помешать эффективному планированию в этих областях. Пока же международное научное сообщество сохраняет приверженность устоявшейся теории и не вступает в дискуссию о пересмотре значимости естественных факторов.