Co by się stało, gdyby Ziemia nie miała warstwy ozonowej? Wynik symulacji zaskakuje

Od czego zależy, jaka jest średnia temperatura na Ziemi? W najprostszym ujęciu decyduje o tym Słońce, które ogrzewa naszą planetę. Jednak diabeł tkwi w szczegółach. 

Od czego zależy, jaka jest średnia temperatura na Ziemi?

Promieniowanie słoneczne częściowo odbija się od górnych warstw atmosfery. Cześć promieniowania przenika przez nie i jest absorbowana przez powietrze oraz powierzchnię Ziemi. Z kolei część promieniowania padającego na powierzchnię globu odbija się od niej i ucieka z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Atmosfera, w której rośnie ilość gazów cieplarnianych, coraz skuteczniej zatrzymuje to ciepło, nie pozwalając mu uciec w kosmos. W rezultacie średnia temperatura na Ziemi podnosi się – jak w garnku przykrytym pokrywką. 

W tym opisie nie pojawia się warstwa ozonowa. A jednak ma ona spore znaczenie nie tylko dla zdrowia ludzi, ale i dla klimatu. Na serwisie preprintów naukowych arXiv.org pojawiła się praca dwóch badaczy, którzy sprawdzili, co by się stało, gdyby Ziemia pozbawiona była warstwy ozonowej. 

Ozon, czyli trzy cząsteczki tlenu w jednym 

Cząsteczka ozonu składa się z trzech atomów tlenu. Z naszego punktu widzenia jej najważniejszą właściwością jest zdolność pochłaniania promieniowania ultrafioletowego. Warstwa ozonowa pochłania całe docierające do Ziemi promieniowanie UVC i większość promieniowania UVB. Promieniowanie UVC, bardzo szkodliwe, niszczy materiał genetyczny, znajdujący się w komórkach organizmów żywych. Promieniowanie UVB pomaga syntezować witaminę B, jednak nadmiernych ilościach może powodować groźne oparzenia słoneczne. 

Warstwa ozonowa nie zawsze stanowiła część atmosfery Ziemi. Pojawiła się dopiero wtedy, gdy na Ziemi wyewoluowały organizmy wytwarzające tlen. Z czasem warstwa ozonowa, znajdująca się na wysokości kilkudziesięciu kilometrów nad Ziemią, ustabilizowała się, zapewniając dobre warunki do rozwoju życia.

Te samoloty są zdolne latać na skraj kosmosu. Niezwykłe konstrukcje

Wpływ ozonu na temperaturę na Ziemi 

Wbrew powszechnemu przekonaniu ozon nie tylko chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem. Ma również wpływ na średnią temperaturę na Ziemi. Pochłaniając promieniowanie UVB, warstwa ozonowa zamienia je w podczerwień. Czyli w ciepło. 

Co by się stało, gdyby warstwa ozonowa zniknęła? Według symulacji opracowanej przez Russela Deitricka i Colina Goldblatta średnia temperatura na Ziemi spadłaby aż o 3,5 stopnia Celsjusza. Miałoby to katastrofalny wpływ na klimat. Po pierwsze ochłodziłaby się stratosfera. Chłodniejsze powietrze zatrzymuje mniej wilgoci – a zatem ta część atmosfery stałaby się również suchsza. Mniej pary wodnej to słabszy efekt cieplarniany, a w rezultacie niższa temperatura na powierzchni. 

Wpływ warstwy ozonowej na pogodę 

To nie koniec zmian, jakie przeszłaby Ziemia. Ochłodzenie się stratosfery utrudniłoby formowanie się chmur. Pojawiałyby się tylko na niższych i wyższych szerokościach geograficznych. W pobliżu równika wzmocniłby się prądy powietrzne, natomiast w okolicach biegunów osłabłyby. Na wszystkich szerokościach geograficznych drastycznie wpłynęłoby to na przebieg pór roku. 

Analizy takie jak powyższa pokazują, jak bardzo złożonym systemem jest atmosfera Ziemi. Dopóki jej elementy pozostają w równowadze, dopóty na powierzchni globu panują warunki, które są dla nas odpowiednie do życia. Jednak zmiana choćby jednego z tych elementów – nie mówiąc o większej ilości – może to prowadzić do drastycznych przekształceń klimatu.

Niedawne badania wykazały, że podpisany w 1987 roku protokół montrealski chroniący warstwę ozonową przyczynił się również do ochrony letniego lodu w Arktyce. Pokazuje to, jak istotne są porozumienia międzynarodowe, dzięki którym możliwe są interwencje na skalę globalną i zabezpieczenie delikatnych ziemskich ekosystemów. 

ŹRÓDŁO: ScienceAlert, arXiv.org