Появление озонового слоя
Атмосфера оказывает определяющее влияние как непосредственно на жизнедеятельность большинства живых организмов, так и опосредовано, через регуляцию среды их обитания. Одним из важнейших атмосферных экологических факторов является ее газовый состав. Около 3-3,5 млрд лет назад атмосфера состояла из азота, аммиака, водорода, метана и водяного пара, а свободный кислород полностью отсутствовал. Именно такой состав был необходим для абиогенного синтеза макромолекул и их химической эволюции, но он же позволял появившимся первым живым организмам существовать только в воде. Из-за отсутствия кислорода еще не было озонового экрана, поэтому ничто не задерживало ультрафиолетовое излучение Солнца.
Со временем за счет абиотических процессов (например, фотолиз воды) в атмосфере планеты стал появляться кислород, который на первых этапах сразу же расходовался на окисление ряда минералов, однако впоследствии, по мере исчерпания их запасов, стал накапливаться и образовывать озоновый слой. Вновь появившись, он образовал на высоте 20-25 км защитный экран, задерживающий губительную для живого вещества коротковолновую радиацию. Поэтому живые организмы получили возможность выйти на мелководье, а затем и на сушу. К их появлению на материках, озоновый слой уже существовал на протяжении многих миллионов лет.
Экологические последствия истощения озонового слоя
В последние несколько десятилетий отмечено интенсивное разрушение озонового слоя.
Проблема впервые была замечена в 1982 году, когда атмосферный зонд, запущенный с британской станции в Антарктиде, зафиксировал на высоте 25-30 километров от земной поверхности резкое уменьшение концентрации озона. Впоследствии над Антарктидой постоянно существует озоновая «дыра» нестабильных форм и размеров, однако имеется постоянная тенденция к ее росту. В настоящее время ее площадь в 1,7 раза превышает площадь самого материка. С середины последнего десятилетия прошлого века она увеличилась незначительно.
Позднее подобная дыра была обнаружена над Канадским арктическим архипелагом, затем над Шпицбергеном, а вскоре озоновые дыры стали появляться не только в приполярных широтах, но и в разных регионах Евразии в умеренном климатическом поясе, в частности, над Воронежем.
Истощение озонового слоя является весьма грозной опасностью для всего живого на Земле, поскольку озон не пропускает опасное излучение из Космоса до поверхности Земли. В случае даже незначительного уменьшения количества озона в верхних слоях атмосферы человечеству грозит увеличение частоты случаев рака кожи и глазных заболеваний. Любое увеличение получаемой организмом дозы ультрафиолетовой радиации ослабляет иммунную систему человека.
По мнению специалистов, уменьшение мощности озонового слоя скажется на растительном и животном мире. Устойчивость к ультрафиолетовому излучению затронет различные виды живых существ в неодинаковой степени. Животные, активные в дневное время, имеют некоторые физиологические механизмы защиты от вредных излучений, которые позволяют им существовать, пока интенсивность этих излучений не превышает пороговую величину, специфичную для каждого вида. Ночные организмы не имеют подобных физиологических адаптаций или оснащены ими в незначительной степени. Однако в силу своей ночной активности, они в первое время меньше пострадают от усиления коротковолновой радиации.
Согласно закону совместного действия факторов, подобное явление может привести к непредсказуемым последствиям, поскольку соотношение приспособленности организмов разных видов изменится, изменив, как следствие, и результаты биотических отношений в экосистемах. Даже слабое воздействие или изменение одного из показателей экосистемы может вызвать большое изменение других или всей системы в целом.
Закон совокупного действия факторов А. Митчерлиха (1908) - Б. Бауле (1918): величина урожая (продуктивность) определяется совокупностью всех факторов, а не одного, даже лимитирующего.
Изменения в крупных экосистемах относительно необратимы. Эти изменения, проходя по иерархии снизу вверх до биосферы включительно, изменяют глобальные процессы и переводят эволюцию на новый уровень. Ограниченные по интенсивности (подпороговые), но длительные по времени воздействия могут также вывести экосистему из устойчивого равновесия.
Истощение озонового слоя вызвало большое внимание общественности. Было установлено, что озон разрушается хлор - и фторуглеводородами (фреоны), используемыми в холодильных установках. Было также показано вредное воздействие на озоновый слой ракетных двигателей современных самолетов, летающих на больших высотах, и космических кораблей.
Для защиты озонового слоя была составлена Венская Конвенция (1986). Первой страной, которая ее подписала, была Канада. К настоящему времени конвенция ратифицирована 197 государствами.
