В январе 1992 года над традиционным местом отдыха президента США - Кеннебанкпортом возникла озоновая брешь. Это угрожающее явление в верхних слоях атмосферы встревожило не только охранников резиденции, но и всю американскую общественность и послужило новым стимулом для его усиленного изучения учеными разных стран. Перед астронавтами космического корабля многоразового использования «Атлантис» было поставлено специальное задание - исследовать главную угрозу - огромную небесную дыру, разрастающуюся каждую осень над Антарктидой. Уже первые наблюдения с высоты 190 миль показали, что опасная брешь сравнилась по площади с североамериканским континентом. А сегодня она достигла размера, в полтора раза превышающего площадь лежащего под нею ледового материка.
Не обошло это явление и Украину, где в последние годы климатические параметры стали не вписываться в тот ряд, который существовал прежде. Небывалые ливни на востоке, опустошительные наводнения на западе, иссушающие засухи на юге... Среди причин расстройства погоды специалисты все чаще называют деформацию озонового слоя: над Украиной он теперь на пять процентов тоньше обычного. Именно дефицит озона на небесах вызывает нагревание приземных слоев атмосферы и земной поверхности.
А ведь озон извечно стоял не только на страже погоды. Он защищал все живое на нашей планете от губительного жесткого ультрафиолетового излучения Солнца (этим и объясняется «воздушная тревога» в Кеннебанкпорте). Давно известно, что озон - трехатомный кислород, имеющий характерный запах утренней свежести, но чрезвычайно ядовитый и потому убивающий микроорганизмы, образуется в заоблачных высотах при облучении кислорода ультрафиолетом. Нормальная толщина озоносферы Земли колебалась от 2,5 до 4 миллиметров. Располагаясь на высоте 10-50 километров, эта защитная оболочка планеты всегда служила надежным экраном против чрезмерной радиации. Но в последние 15 лет это «одеяло» прохудилось, и проявилась устойчивая тенденция к уменьшению содержания озона в атмосфере.
Тайну и механизм образования озоновых дыр выясняли в течение многолетних активных исследований, проводимых с помощью летающих лабораторий, шаров-зондов и спутников. Результаты измерений, проведенных в рамках программы Всемирной метеорологической организации, показали, что изменение концентрации озона имеет не природный, а антропогенный характер. Основными виновниками разрушения озонового слоя были объявлены проникшие в стратосферу хлорфторуглероды.
С нынешнего года хлорфторуглероды объявлены «вне закона», как в свое время дуст (ДДТ).
В Украине распоряжением Кабинета министров создана межведомственная координационная комиссия, основной задачей которой стала разработка соответствующей государственной программы. В принципе, уже существующие в мире научно-технические разработки позволяют заменить фторсодержащие насыщенные углеводороды (фреоны) в холодильных установках, а также распылители аэрозолей, содержащие соединения хлора, пропано-бутановыми смесями.
Правда, некоторую сумятицу в умы ученых и государственных мужей внес известный французский вулканолог Гарун Тазиев. Обвинения, брошенные «скверным» хлорфторуглеродам, он считает ложными, ибо появление периодических (осенних) дыр над Антарктидой - естественное явление, которое наблюдалось еще до появления холодильников и аэрозольных упаковок. Г.Тазиев убежден, что главной причиной образования озоновой дыры является ослабление ультрафиолетового потока в конце года, вызываемое быстрыми сезонными перемещениями больших воздушных масс над южным континентом.
Исследованиями других ученых установлено, что «дырообразованию» способствуют и другие природные факторы - извержения вулканов, лесные пожары и морозы. Так, при низких температурах замерзают пары азотной кислоты, которая обычно сдерживает агрессию хлора. Вот почему в полярных стратосферных облаках над Антарктикой защитный «жилет» прохудился больше, чем над Арктикой: среднегодовая температура над ледовым материком на 10 градусов ниже.
За последнее время предложено немало методов «латания» озоновых дыр. Один из проектов предполагал инжекцию (впрыскивание) в стратосферу над Антарктикой, на высоте 15 километров, 50 тысяч тонн этана или пропана. Однако появилось опасение, что это может вызвать побочный парниковый эффект и попадание нежелательных продуктов реакций в тропосферу и на земную поверхность. Была выдвинута идея очистки тропосферы от фреонов с помощью направленного электромагнитного облучения, а также нагрева электронов ионосферной плазмы с использованием микроволнового излучения. Наконец было предложение разлагать молекулы фреонов с помощью локальных СВЧ-разрядов (микроволновых импульсов) в заданной области тропосферы на высоте 10 километров.
Все эти «пожарные» методы позволили бы уменьшить скорость расползания дыр, но они, как и все меры по ограничению разрушающих выбросов, не решат проблему сохранения озонового слоя в целом. Ведь человечество «заправило» атмосферу уже таким количеством галокарбонатов, что их разъедающее действие будет продолжаться еще 50-80 лет даже после полного моратория на промышленные выбросы.
Вот почему от пассивных методов «текущего ремонта» ученые предлагают переходить к активным, предполагающим такое воздействие на атмосферу, которое ускорило бы образование в ней озона. Стимулятором возведения небесного озонового свода могли бы стать электрические разряды (как это делается в многочисленных бытовых и промышленных озонаторах воздуха) или лазерные лучи. Однако такое «капитальное строительство» потребует огромных энергетических «инвестиций» и дать их может только Солнце.
Самым светлым лучом надежды на то, что человечеству удастся восстановить защитный небесный «жилет», представляется луч оптического квантового генератора. Предлагается облучать лазером атмосферу на высоте более 25 километров, с освещенной Солнцем стороны. Подсчитано, что относительно малая мощность лазерного излучения, помноженная на мощность солнечной радиации, способна сместить динамическое равновесие в сторону более интенсивного образования озона.
Вот что сказал корреспонденту «ЗН» по этому поводу директор НИИ лазерной техники и технологии Национального технического университета Украины (КПИ) профессор Владимир Коваленко:
- Осуществить столь заманчивый фантастический проект вполне возможно, если лазер установить не на Земле, а в открытом космосе. Кстати, именно там, на околоземной орбите, мы предлагаем разместить и лазерный трансформатор-передатчик солнечной энергии. С его помощью сконцентрированную в пучок энергию можно будет по лучу передавать в любую точку планеты.
Остается лишь добавить, что киевскими лазерными технологиями заинтересовались авторы космической программы Украины, а также российские и американские коллеги.