Озоновите дупки от гледна точка на геолога
Озоновите дупки от гледна точка на геолог
Кандидат на геолого-минералогичните науки
[Нарочно не цитирам рисунките за статията, тъй като на едната нищо не може да се разбере, а на втората е изобразено явление, което не съществува в природата и не представлява никаква познавателна стойност.]
Всъщност нашата планета, без помощта на човека, всяка година изхвърля милиони тонове различни вещества в атмосферата си. Но ние, в светлината на озоновите дупки, се интересуваме само от някои от тях. Отделянето на газове от земните недра има две крайни проявления: горещ и студен вулканизъм, като са възможни и междинни етапи. (следва описание на изригванията на Везувий и Ереб, които пропускам)
Вулканите поглъщат озон
Озоновият слой може да бъде ефективно повлиян от два вида вулканизъм: калциево-алкален и толеитов. Калциево-алкалният вулканизъм се среща главно в покрайнините на Тихия океан. Поради компресията на земната кора в тези области се появяват множество центрове, в които водородът и метанът, придружаващи магмата, се окисляват до вода и въглероден диоксид. В тези райони под повърхността се образуват много вискозни фелсикови скали. Те запушват отворите на вулканите, което води до експлозии с колосална сила. По време на такива изригвания десетки милиони тонове вулканичен прах и милиони тонове газове, включително съединения на сяра, хлор, флуор, азот, навлизат в стратосферата и интензивно разрушават озоновия слой.
Учените откриват халокарбони с вулканичен произход дори на дъното на океаните.
След експлозивни изригвания е регистрирано намаляване на концентрацията на озон. (следва списък на случаите)
Но във всички схеми и теории по някаква причина забравят за толеитния вулканизъм и според моите оценки именно той има основния принос за намаляването на озоновия слой.слой. Този тип вулканизъм може да се наблюдава в средата на океана, където се образуват разломи в кората - рифтове. Разломите от този тип отделят потоци редуцирани газове (водород и метан), които според мен играят решаваща роля в разрушаването на озоновия слой. [Нека кажем тук накратко, че нито умерените емисии на водород, нито емисиите на каквото и да е количество метан водят до изчерпване на озоновия слой. По-скоро напротив. Данните от моделните изчисления показват, че десетократното увеличение на концентрацията на водород в атмосферата не променя съдържанието на озон, а десетократното увеличение на концентрацията на метан води до увеличаване на общото съдържание на озон (TOC) с 8%. При увеличаване на концентрацията на Н2 с коефициент 100, ТО намалява с 9,4%, а при увеличение с коефициент 1000 - с 24%. Към това трябва да се добави, че концентрацията на ОН радикали е пропорционална на корен квадратен от мощността на източника на водород. Следователно, за да се намали ROC (да речем) с 9,4% поради допълнителни емисии на водород, е необходимо да се увеличи наведнъж. Е, откъде ги взимаш?
H2 + O ® OH + H с последващи цикли [тук трябва да замените O с O(1D)]
Резултат: O3 +O® 2O2.
OH + O3 ® HO2 + O2,
HO2 + O3 ® OH + 2O2.
Резултат: O3 +O3® 3O2.
СH4 + O(1D)®OH + CH3.
И след това: OH + O3 ®HO2 + O2,
Резултат: O3 +O® 2O2.
Ясно е, че такива огромни количества водород и метан не могат да не предизвикат процеси в глобален геохимичен мащаб [Може и да не са. Тук е уместно да се обяснят качествено резултатите от моделните изчисления, които бяха дадени по-горе и които противоречат на заключението. Факт е, че водородният цикъл на разрушаване на озона „работи“ само в тропосферата, тъй като в стратосферата основното влияние върху озона се оказва от по-ефективни цикли на азотен оксид и халид. Но в тропосферата водната пара (даваща OHсъщата реакция като водорода) е 100 - 10 000 пъти повече от водорода. Следователно всички ОН радикали, които разрушават тропосферния озон според втората двойка дадени реакции, се образуват изключително от водна пара, а не от водород, чийто принос остава незначителен. И едва когато концентрацията на H2 се доближи до концентрацията на H2O, ефектът на водорода става забележим. Що се отнася до метана, в тропосферата го има почти колкото водорода, но за разлика от последния, той не разрушава озона в тропосферата, а създава озон чрез верига от реакции, които водят до образуването на 3-4 нови озонови молекули (вместо една незабележимо погълната заедно с OH). В стратосферата метанът наистина унищожава озона, но със същата ниска ефективност като водорода. В резултат на това нетният ефект на метана води до увеличаване на озона. Това демонстрират данните от модела.] Освен това в газовите струи, освен водород и метан, има почти цялата периодична таблица, което означава, че вероятно има катализатори за разлагане на озона [може би образование? Трябва да се работи с всеки елемент поотделно - колко се отделя, колко остава в атмосферата, как и колко влияе. В противен случай това е напълно празен аргумент.]
[Междинно заключение: атмосферният озон е нечувствителен към умерени допълнителни емисии на водород и се увеличава с емисиите на метан.]
Как да стигнем до стратосферния озон[Но защо всъщност да стигнем до там сега? Продължавам единствено с цел да просветя населението.]
Има още няколко аргумента срещу факта, че CFC са основната причина за загубата на стратосферния озон [Досега няма нито един добър.] Мисля, че има неотчетени механизми за разлагането на CFC в тропосферата. Германски изследователи са доказали, че фреоните могат да бъдат унищожени в повърхностни условия. Катализирайте гиразлагането са кварцови частици, някои видове почва или аерозоли. В този случай планетарният пояс от пустини, разположен близо до 300 s, може да бъде мощна бариера по пътя на фреоните в стратосферата. ш. В края на краищата, за да стигнат от северните ширини, където основно се произвеждат, до екватора, фреоните трябва да преодолеят пустинния пояс [Не е ясно за коя зона говорим.] с милиони тонове фин пръст и пясък, прашни бури и торнада, вътре в които възникват силни електрически разряди. Прости експерименти, симулиращи поведението на фреоните в екстремните условия на пустините, биха изяснили въпроса за тяхната реална стабилност в повърхностните слоеве [Описаният механизъм на разрушаване наистина съществува. Изследван е не само от германците, но и от група професори. Това обаче не се проявява по никакъв начин, тъй като изчисленията за увеличаване на концентрацията на фреони според данните за тяхната емисия и продължителност на живота в атмосферата, без да се отчита ефектът от пустините, са в съответствие с полеви наблюдения. Очевидно скоростта на унищожаване на фреоните от пустинните пясъци е значително по-ниска от добре известния фотодисоциационен механизъм на тяхното унищожаване в стратосферата.]
Струва ми се, че точното пространствено съответствие между местата на дълбока земна дегазация (т.е. емисии на водород от дълбините на Земята) и най-стабилните озонови аномалии е едно от най-убедителните доказателства, че озоновият слой се разрушава от възходящи потоци на водород и метан. В този смисъл корелацията, открита от . Но за мое голямо съжаление от фигурата не може да се разбере нищо, което би трябвало да демонстрира тази корелация (на фигурата на фона на контурната карта на България групи от разноцветникръгове с дати вътре. Освен това кръговете покриват 80 процента от цялата площ. Няма нищо повече. Надписът към фигурата гласи: „Центрове на озонови аномалии над територията на бившия СССР за една година. Вижда се, че те съответстват на центрове за дегазация на водород-метан. Оказва се, че той не е успял да представи правилно единствената си „озонова“ находка. Жалко.] Тогава е много лесно да се обясни антарктическата дупка: основните места на дегазация (средноокеански разриви), които представляват три четвърти от планетарния поток от редуцирани газове, се събират близо до Антарктида. Съответно отделените от тях метан и водород се сливат в атмосферата над нея и естествено водят до появата на най-голямата озонова дупка [което, както вече видяхме, е невъзможно. Там може да има повече озон, отколкото по-малко. В допълнение, антарктическата озонова дупка съществува само през пролетта, а водород и метан се отделят през цялата година.] В Северното полукълбо също виждаме постоянни озонови аномалии с центрове на толеитов вулканизъм и освобождаване на водород и метан. В България са регистрирани газови потоци над разломите на Урал, Каспийско море и Памир (виж фиг. 1). Източници на водород-метан са открити на платото Устюрт в Източен Каспий, около езерото Байкал, в кимберлитовите тръби на Якутия, на полуостров Кола. Освен това за повечето райони, в които се появяват озонови аномалии, е характерна повишена сеизмична активност. В такива моменти количеството освободен водород и метан се увеличава с 5-6 порядъка в сравнение със спокойния период, а площта на такова повишено обезгазяване може да достигне 100 хиляди km2.земетресения) и разрушаването на озоновия слой над тях.
Хипотезата за изчистване на водорода предвижда образуването на озонова дупка. Наистина, ако се знае мястото на изпускане на газове на повърхността, то там трябва да се очакват озонови аномалии [А защо всъщност трябва да ги чакаме? Ако тези газове са изтичали от хиляди или милиони години?] Три мои прогнози се сбъднаха 1-2 години след публикуването - над Урал и река Индигирка, Тикси, източната част на Тихия океан. [Въпросът придобива комичен обрат: човек би си помислил, че изтичането на газове започва веднага след публикациите.]
В заключение искам да отбележа, че през последните петнадесет години в литературата са описани доста причини, които могат да причинят намаляване на концентрацията на озон в стратосферата. Водородното дегазиране и CFC са само две от причините след тридесетте, на които се натъкнах в научната литература.
Причините за озоновите дупки
Динамични процеси в атмосферата:Азорски апнтициклон; вътрешна гравитация; турбулентна дифузия в стратосферата; разсейване на планетарни вълни; тропически циклони [Динамичните фактори влияят върху разпределението на озона по земното кълбо. Например, наличието на циркумполярни зимни вихри в Антарктида и Арктика беше важно условие за формирането на пролетни озонови аномалии там. Пример за влиянието на епизодите на Ел Ниньо върху тропосферния озон беше даден по-горе (между другото, Ел Ниньо очевидно не засяга стратосферния озон, тъй като през последните 20 години не е наблюдавана озонова тенденция в тропиците). Това влияние обаче е локално и временно. Това не обяснява глобалната тенденция за отрицателен озон през последните 20 години.]
Космически процеси:повишена слънчева активност; галактически космически лъчи имагнитно поле на Земята; протонни светкавици; Тунгуско събитие [Влиянието на слънчевата активност и галактическите космически лъчи върху озоновия слой е добре известно и може да бъде предвидено и взето под внимание с голяма точност; мощните протонни изригвания (като изригването от 1972 г.) намаляват количеството озон, но не за дълго, ефектите са лесни за обяснение; Тунгуското събитие е едно събитие.]
Геоложки процеси:вулканични фреони; земетресения; вариации на магнитното поле; вариации на магнитното поле на Земята дълбоко водородно обезгазяване; експлозивен вулканизъм [Изменения в магнитното поле на Земята възникват по време на 11-годишния слънчев цикъл и водят до вариации в потока от галактически космически лъчи в тропосферата на Земята (главно); ефектът от тези вариации върху озоновия слой е лесен за изчисляване и отчитане. Много е малък. Останалите фактори бяха обсъдени достатъчно подробно по-горе.]
Естествени процеси:горски пожари [временно и локално въздействие]; прашни бури [временно и локално въздействие]; орографски ефекти [само в рамките на 1 км надморска височина, където има много малко озон]; мълнии, насочени към стратосферата [рядко явление]; Ел Ниньо [води до увеличаване на озона в тропосферата; вижте по-горе];активност на микроорганизми, произвеждащи азот [понастоящем основният източник на стратосферни азотни оксиди, отговорни за »50% от общата скорост на разрушаване на озона в стратосферата; обаче, за разлика от халогените, този фактор не се е променил през последните 20 години].
МОРАЛ: геоложката хипотеза за въздействието върху озоновия слой на ендогенни процеси, свързани с дегазирането на водород и метан от недрата на Земята, не е научно обоснована, тя противоречи на известните фотохимични механизми на разрушаване на атмосферния озон и известните представи за физическите процеси, протичащи в атмосферата. Признат за богат илиза нищо подходящо според мен не може да бъде. Освен факта, че критичният анализ на тази хипотеза ни позволява още веднъж да се убедим колко безспорна и убедителна е общоприетата теория за въздействието върху озоновия слой на антропогенните халогенови въглеводороди и колко безпомощни са опитите да се опровергае.