В настоящее время общепринято мнение, что все живое на Землеот губительного воздействия жесткого, биологически опасного ультрафиолетовогоизлучения защищает озоновый слой. Поэтому немалую тревогу во всем миревызвало сообщение о том, что в этом слое обнаружены "дыры" - области, гдетолщина озонового слоя существенно уменьшена. После ряда исследований былсделан вывод, что разрушению озона способствуют фреоны - фторхлорпроизводныепредельных углеводородов (C_nH_2n+2), имеющие химическиеформулы типа CFCl₃, CHFCl₂, C₃H₂F₄Cl₂и другие. Фреоны к тому времени уже находили широчайшее применение: онислужили рабочим веществом в домашних и промышленных холодильниках, имив качестве пропеллента (выталкивающего газа) заряжались аэрозольные баллончикис парфюмерией и бытовой химией, их использовали для проявки некоторых техническихфотоматериалов. И поскольку утечки фреонов при этом колоссальны, в 1985году была принята Венская конвенция по защите озонового слоя, а 1 января1989 года составлен Международный (Монреальский) протокол о запрещениипроизводства фреонов. Тем не менее у старшего научного сотрудника одногоиз московских институтов Н. И. Чугунова, специалиста в области физическойхимии, участника советско-американских переговоров о запрещении химическогооружия (Женева, 1976 год), возникли серьезные сомнения как в "заслугах"озона в защите от ультрафиолета, так и в "вине" фреонов в разрушении озоновогослоя.

Суть предлагаемой гипотезы заключается в том, что все живое на Землеот биологически опасного ультрафиолета защищает не озон, а кислород атмосферы.Именно кислород, поглощая это коротковолновое излучение, преобразуетсяв озон. Рассмотрим гипотезу с точки зрения основного закона природы - законасохранения энергии.Если, как сейчас принято считать, озоновый слой задерживает ультрафиолетовоеизлучение, то он поглощает его энергию. Но энергия не может исчезнуть бесследно,и поэтому с озоновым слоем что-то должно произойти. Есть несколько вариантов. Переход энергии излучения в тепловую. Следствием этого должнобыть нагревание озонового слоя. Однако он расположен на высоте устойчивохолодной атмосферы. А первая область повышенной температуры (так называемыймезопик) находится в два с лишним раза выше озонового слоя. Энергия ультрафиолета расходуется на разрушение озона. Если этотак, рушится не только основной тезис о защитных свойствах озонового слоя,но и обвинения в адрес "коварных" промышленных выбросов, которые якобыразрушают его. Накопление энергии излучения в озоновом слое. Оно не может происходитьбесконечно. В какой-то момент будет достигнут предел насыщения озоновогослоя энергией, и тогда, скорее всего, пойдет химическая реакция взрывноготипа. Однако в природе никто и никогда не наблюдал взрывов озонового слоя.Несоответствие закону сохранения энергии свидетельствует о том, чтомнение о поглощении озоновым слоем жесткого ультрафиолета не обосновано.Известно, что на высоте 20-25 километров над Землей озон образует слойповышенной концентрации. Возникает вопрос - откуда он там появился? Еслирассматривать озон как дар природы, то на эту роль он не пригоден - слишкомлегко разлагается. Причем процесс разложения имеет ту особенность, чтопри малом содержании озона в атмосфере скорость разложения невелика, ас ростом концентрации она резко увеличива ется, и при 20-40% содержанияозона в кислороде разложение идет уже со взрывом. А чтобы в воздухе появилсяозон, необходимо воздействие какого-то источника энергии на атмосферныйкислород. Им может быть электрический разряд (особая "свежесть" воздухапосле грозы - следствие появления озона), а также коротковолновое ультрафиолетовоеизлучение. Именно облучение воздуха ультрафиолетом длиной волны около 200нанометров (нм) - один из способов получения озона в лабораторных и промышленныхусловиях.Ультрафиолетовое излучение Солнца лежит в диапазоне длин волн от 10до 400 нм. Чем короче длина волны, тем больше энергии несет излучение.Энергия излучения расходуется на возбуждение (переход на более высокийэнергетический уровень), диссоциацию (разъединение) и ионизацию (превращениев ионы) молекул газов атмосферы. Расходуя энергию, излучение ослабевает,или, иначе, поглощается. Это явление количественно характеризуют коэффициентомпоглощения. С уменьшением длины волны коэффициент поглощения увеличивается - излучение воздействует на вещество сильнее.Принято подразделять ультрафиолетовое излучение на два диапазона - ближнийультрафиолет (длина волны 200-400 нм) и дальний, или вакуумный (10-200нм). Судьба вакуумного ультрафиолета нас не волнует - он поглощается ввысоких слоях атмосферы. Именно ему принадлежит заслуга в создании ионосферы.Следует обратить внимание на отсутствие логики при рассмотрении процессовпоглощения энергии в атмосфере - дальний ультрафиолет создает ионосферу,а ближний ничего не создает, энергия исчезает без последствий. Так получаетсяпо гипотезе о его поглощении озоновым слоем. Предлагаемая гипотезаустраняет эту нелогичность.Нас интересует ближний ультрафиолет, который пронизывает нижележащиеслои атмосферы, в том числе - стратосферу, тропосферу, и облучает Землю.На своем пути излучение продолжает изменять спектральный состав за счетпоглощения коротких волн. На высоте 34 километра излучений с длиной волнкороче 280 нм не обнаружено. Наиболее же биологически опасным считаетсяизлучение с длинами волн от 255 до 266 нм. Из этого следует, что губительныйультрафиолет поглощается, не достигнув озонового слоя, то есть высот 20-25километров. А до поверхности Земли доходит излучение с минимальной длинойволны 293 нм, опасности не
представляющее. Таким образом озоновый слой не принимает участия впоглощении биологически опасного излучения.Рассмотрим наиболее вероятный процесс образования озона в атмосфере.При поглощении энергии коротковолнового ультрафиолетового излучения частьмолекул ионизуется, теряя электрон и приобретая положительный заряд, ачасть диссоциирует на два нейтральных атома. Свободный электрон, образовавшийсяпри ионизации, соединяется с одним из атомов, образуя отрицательный ионкислорода. Разноименно заряженные ионы соединяются, образуя нейтральнуюмолекулу озона. Одновременно атомы и молекулы, поглощая энергию, переходятна верхний энергетический уровень, в возбужденное состояние. Для молекулыкислорода величина энергии возбуждения равна 5,1 эВ. В возбужденном состояниимолекулы находятся около 10-8 секунды, после чего, испускаяквант излучения, распадаются (диссоциируют) на атомы.В процессе ионизации кислород имеет преимущество: он требует для этогонаименьшей энергии среди всех составляющих атмосферу газов - 12,5 эВ (уводяного пара - 13,2; углекислого газа - 14,5; водорода - 15,4; азота -15,8 эВ).Таким образом, при поглощении ультрафиолета в атмосфере образуется своегорода смесь, в которой преобладают свободные электроны, нейтральные атомыкислорода, положительные ионы молекул кислорода, при их взимодействии образуетсяозон.Взаимодействие ультрафиолетового излучения с кислородом происходит повсей высоте атмосферы - есть сведения, что в мезосфере, на высоте от 50до 80 километров, уже наблюдается процесс образования озона, который продолжаетсяв стратосфере (от 15 до 50 км) и в тропосфере (до 15 км). Вместе с темверхние слои атмосферы, в частности мезосфера, подвержены такому сильномувоздействию коротковолнового ультрафиолета, что ионизуются и распадаютсямолекулы всех составляющих атмосферу газов. Не может не разлагаться и толькочто образовавшийся там озон, тем более, что для этого требуется почти такаяже энергия, как и для молекул кислорода. И тем не менее разрушается онне полностью - часть озона, который в 1,62 раза тяжелей воздуха, опускаетсяв нижние слои атмосферы до высоты 20-25 километров, где плотность атмосферы(примерно 100 г/м3) позволяет ему находиться как бы в равновесномсостоянии. Там молекулы озона создают слой повышенной концентрации. Принормальном атмосферном давлении толщина озонового слоя составляла бы 3-4миллиметра. Практически невозможно представить, до каких сверхвысоких температурдолжен был разогреться столь маломощный слой, если бы он действительнопоглощал почти всю энергию ультрафиолетового излучения.Ось суточного вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскостиэклиптики на 23° 26,5'. При годичном движении Земли вокруг Солнцаэта ось сохраняет постоянное направление в пространстве. Поэтому в сентябре-октябреЮжный полюс оказывается в "тени", атмосфера над ним закрыта от ультрафиолетовогоизлучения Солнца. Через полгода в таком же положении оказывается Северныйполюс Земли. Этим и объясняется сезонность появления "дыр" в озоновом слоенад Антарктидой и Северным полюсом.На высотах ниже 20-25 километров продолжается синтез озона, о чем свидетельствуетизменение длины волн ультрафиолетового излучения с 280 нм на высоте 34километра до 293 нм у поверхности Земли. Образовавшийся озон, будучи нев состоянии подняться вверх, остается в тропосфере. Это определяет постоянноесодержание озона в воздухе приземного слоя зимой на уровне до 2 . 10-6%.Летом концентрация озона в 3-4 раза выше, по-видимому, за счет дополнительногообразования озона при грозовых разрядах.Таким образом, от жесткого ультрафиолетового излучения все живое наЗемле защищает кислород атмосферы, озон же оказывается всего лишь побочнымпродуктом этого процесса.Когда было обнаружено появление "дыр" в озоновом слое над Антарктикойв сентябре-октябре и над Арктикой - ориентировочно в январе-марте, возниклисомнения в достоверности гипотезы о защитных свойствах озона и о разрушенииего промышленными выбросами, так как ни в Антарктиде, ни на Северном полюсеникакого производства нет.С позиции же предлагаемой гипотезы сезонность появления "дыр" в озоновомслое объясняется тем, что летом и осенью над Антарктидой и зимой и веснойнад Северным полюсом атмосфера Земли практически не подвергается воздействиюультрафиолета. Полюса Земли в эти периоды находятся в "тени", над ниминет источника энергии, необходимой для образования озона. Кандидат технических наук Н. Чугунов. ЛИТЕРАТУРА Митра С. К. Верхняя атмосфера. - М., 1955.
Прокофьева И. А. Атмосферный озон . - М.; Л., 1951.