Где Тонга, там и рвётся: Учёные встревожены поведением озоновой дыры над Антарктидой

Начнём с того, что создаёт сам озоновый слой, который защищает поверхность Земли от солнечной радиации. Озон в стратосфере — на высоте порядка 15–30 километров — образуется при воздействии солнечного ультрафиолетового излучения на кислород. Напомним, молекула озона — это соединение трёх атомов кислорода. Так вот, в Антарктиде примерно с марта по сентябрь (когда в Северном полушарии лето) — зима и полярная ночь. Соответственно, без солнечного ультрафиолета новый озон над Южным полюсом не образуется, его и без того тонкий слой постепенно ослабляется и к сентябрю достигает минимума. Парадокс: нет атаки вредного излучения — нет и защитного слоя. А потом над Антарктидой восходит Солнце, озон понемногу начинает образовываться, и примерно к январю всё приходит в норму.

То есть в целом это сезонное и изначально естественное явление. Только в те времена, когда оно было исключительно естественным, озоновый слой над Антарктидой полярными ночами хоть и был тоньше, но не так катастрофически. А вот к 1970–80-м годам человеческая деятельность истощила озоновый слой над всей планетой до такой степени, что над Южным полюсом это явление стало приобретать именно вид зияющей дыры. На сегодняшний день её площадь достигает 20–25 миллионов квадратных километров, и озона там к концу полярной ночи так мало, что его, почитай, как будто и нет совсем.

И большинство учёных пришли к выводу, что виноват в этом хлор, который в больших количествах попадал в атмосферу вместе с веществами для холодильников и кондиционеров — фреонами (хладагентами). Поэтому в конце 1980-х хлорсодержащие фреоны запретили. Но дело в том, что эти фреоны, к сожалению, очень живучие, они будут разрушаться долгие десятилетия, так что раньше чем к середине этого века восстановления нормального озонового слоя над Антарктикой в любом случае можно не ждать.

Тем не менее исследователи земной атмосферы отмечают, что за прошедшие десятилетия отказа от вредоносных хладагентов озоновая дыра хоть понемногу, но уменьшается. Учёные каждый год отслеживают, когда именно она появляется, насколько становится обширной и когда, соответственно, закрывается. И, как утверждается, за последнее время её появление привыкли наблюдать примерно в сентябре. Меж тем конкретно в этом году картина несколько изменилась: первые признаки начала сезона озоновой дыры обнаружились уже в августе. На основе данных спутника Copernicus ежегодно создают анимации для иллюстрации того, что происходит с озоновой дырой. И вот, к примеру, кадры из двух разных анимаций: за 2022 и за 2023 год. Показан один и тот же день: 4 августа. Разница действительно есть.

И оказывается, причина этой разницы — не во внезапном возобновлении использования хлорсодержащих фреонов и вообще не в человеческой деятельности: на этот раз это воздействие сил природы. А именно — последствие извержения подводного вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в Тихом океане 14–15 января 2022 года.

Поток материала из недр планеты преодолел всю многокилометровую толщу океана и даже после такого сдерживающего препятствия поднялся пепельным столбом на 20-километровую высоту. А это уже выше основного слоя облаков, которые могли бы прибить пепел к земле дождями. Но далее этот поднятый пепел стал распространяться ещё выше — вплоть до стратосферы и мезосферы (порядка 80 километров). И не только вертикально, но и горизонтально, то есть в той или иной степени над большей частью планеты, если не над всем земным шаром целиком. Таким образом, вулканический материал совершенно точно достиг и антарктической стратосферы. Правда, конечно, не сразу: учёные объясняют, что к осени 2022 года, то есть в сам год извержения, это вулканическое вещество ещё до Антарктики не добралось, а вот год спустя вполне можно было этого ожидать. Что и произошло.

Так вот, мало того что в вулканическом материале имеется хлор. Вдобавок вместе с пеплом и газом из океана поднялись водяные пары. По примерным подсчётам, 150 мегатонн воды. И, по мнению учёных, для озонового слоя это даже хуже, чем сам пепел. Почему: во-первых, водород тоже разрушает молекулы озона. При взаимодействии озона с водой получается опять же вода и молекулярный кислород.

И в довершение всего эти водяные пары над Антарктидой, естественно, замёрзли и образовали снежные стратосферные облака. А на этих снежинках собираются и копятся разнообразные молекулы, способные вступать в реакции с озоном и тем самым прекращать его существование. Притом для таких реакций как раз нужен холод: в нагретой стратосфере эти процессы становятся невозможными. Остаётся вопрос, является ли это воздействие на озоновый слой "разовой акцией" или последствия будут долгосрочными? Посмотрим, как будет в 2024 году.