Органічні речовини, підняті пожежами високо в стратосферу, дозволяють агресивним іонам хлору з’являтися навіть при помірній температурі. Це веде до формування «озонових дір» далеко за межами Антарктики, де вони утворюються найчастіше.
Масштабні пожежі, що сталися в Австралії влітку 2019-2020-х призвели до пошкодження озонового шару Землі. Так умовно називають область стратосфери на висоті декількох десятків кілометрів, де накопичуються молекули, що складаються з трьох атомів кисню, — озон. Він служить природним захистом поверхні планети від жорсткого сонячного ультрафіолету.
Під час австралійських пожеж в 2019-2020-х в стратосферу потрапило близько мільйона тонн диму і сажі. У ній почалися хімічні реакції, з якими раніше вчені не стикалися. Вони призвели до зростання вмісту нітрату хлору в атмосфері і ослаблення озонового шару. Вчені з Массачусетського технологічного інституту (MIT) з’ясували, як саме це сталося. Їх стаття опублікована в журналі Nature.
Головна небезпека для озонового шару – іони хлору, які руйнують молекули озону. В атмосфері такі іони з’являються з соляної кислоти, яка, в свою чергу, може утворитися з хлорфторвуглецю. Летючі хлорфторвуглець (включаючи фреон і хладон) широко використовували в якості холодоагентів — розчинників — в складі аерозолів. Заради захисту озонового шару їх виробництво припинено, проте деяка кількість цих стійких речовин залишається в атмосфері.
- Після 2030 року планету вже не врятувати від катастрофічних змін клімату
- Морські екосистеми не впораються з підвищенням температури, що викликана зміною клімату
- Всередині у найбільш глибоководних істот знайшли пластик
Щоб з’ясувати, що саме відбувалося з усіма цими сполуками під впливом диму австралійських пожеж, Кейн Стоун (Kane Stone) і його колеги використовували дані супутникових спостережень. Раніше така робота показала, що сажа знижує кількість активних молекул азоту, які захищають озоновий шар. Тепер же з’ясувалося, що вона ще й прискорює появу агресивних іонів хлору.
У стратосфері соляна кислота та інші хлорвмісні сполуки повинні взаємодіяти з водою, щоб з’являлися деструктивні іони. Така взаємодія вимагає дуже низьких температур, саме тому «озонові діри» найчастіше з’являються над Антарктидою і Арктикою. Однак в присутності органічних речовин кислота може взаємодіяти з ними, причому при набагато більш високих температурах. Це і сталося в 2019-2020 роках, коли виснаження озонового шару спостерігалося не тільки над Антарктикою, але і на більш низьких широтах, в самій Австралії.
Абсорбовані на органічних частинках соляна кислота та інші сполуки хлору під дією ультрафіолету виділяють агресивні іони, які і руйнують озон. В результаті після пожеж 2019-2020-х над Австралією озоновий шар ослаб на 3-5%. Це не такий вже маленький показник: для порівняння скажімо, що після прийняття Монреальського протоколу і заборони на виробництво хлорфторвуглецю озоновий шар відновлюється з середньою швидкістю в один відсоток за десятиліття.