ВПЛИВ ЛЮДИНИ НА ГЛОБАЛЬНІ БЮСФЕРНІ ПРОЦЕСИ

Окремі прояви екологічної кризи XX століття мають місцеве, локально-регіональне значення, але деякі спричинюють глобальний вплив на всю біосферу планети. До останніх належать чотири феномени, що проявилися в повному обсязі лише наприкінці XX століття й стали об’єктом пильної уваги цивілізованого людства: потепління клімату, кислотні дощі, руйнування озонового екрану атмосфери та запустелювання.

Потепління клімату. Зміни клімату протягом тривалих історичних періодів вивчають методом глибинного зондування вічних льодовиків. Таке зондування в Антарктиді проводилося до глиби-

но

ни у 2 км, воно охоплює останні 160 тисяч років. Показано, що протягом історії Землі клімат суттєво змінювався, але до початку розвитку цивілізації такі зміни відбувалися поступово. Тільки другій половині XX століття з'явилося нове явище - швидка зміна клімату під впливом антропогенної діяльності.

Теплова енергія надходить на поверхню Землі у вигляді сонячного випромінювання. Після перетворення в тепло вона випромінюється в космічний простір. За таких умов поверхня планети мала б середню температуру в -17'С. Але фактично це не так внаслідок присутності в атмосфері так званих активно поглинаючих газів. їх ще називають парниковими газами. Ці гази «прозорі» для сонячної радіації, але вони утримують сонячне випромінювання і тому сприяють збереженню тепла на поверхні планети. Завдяки парниковим газам, що створюють парниковий ефект, середня температура на планеті в сучасний період складає +15'.

Основні парникові гази - це вуглекислий газ, метан, галовуг-лероди і оксиди азоту. їх порівняльна характеристика подана в табл. 9.9. У кліматичних змінах на частку вуглекислого газу припадає 64%, метану - 20%, фреонів - 10%, оксиду азоту - 6%.

Антропогенні зміни клімату Землі відбуваються під впливом великої кількості чинників. Згідно з М. Мюллером (1992), потепління клімату викликається, головним чином, парниковим ефектом, якому на 46% сприяє виробництво енергії шляхом спалювання викопного палива з викидами в атмосферу вуглекислого газу, на 24% - забруднення атмосфери іншими хімічними речовинами,

Таблиця 5.9.

зокрема метаном, на 18% - вирубування лісів та ерозією ґрунту, що веде до зниження біологічного зв'язування вуглекислого газу, на 9% - інтенсифікацією сільського господарства, з якою пов'язане надходження до атмосфери підвищеної кількості оксидів азоту, та на 3% - спалюванням сміття. Вуглекислий газ, як і інші парникові гази, має здатність утримувати теплове випромінювання біля поверхні планети і цим викликати підвищення температури.

Загальний вміст парникових газів у сучасній атмосфері складає (у частках на мільйон): вуглекислого газу - 358, метану - 1,72, оксидів азоту - 0,32, хлорфторвуглеводнів - 0,001. Річний ріст концентрації цих газів у повітрі (у процентах) складає: вуглекислого газу - 0,4, метану - 0,6, оксидів азоту - 0,25, хлорфторвуглеводнів - 0,6.

Такі кількісні оцінки навіть на підставі найбільш деталізованих моделей не беззаперечні. Річ у тому, що перші виконані за стандартною методикою підрахунки кількості вуглекислого газу в атмосфері були розпочаті лише в 1958 році на станції Мауна Лоа на Гавайських островах (цей район був обраний спеціально тому, що знаходиться на максимальному віддаленні від промислових центрів і дозволяє реєструвати глобальну, а не вузько локальну зміну концентрації вуглекислого газу в атмосфері). Але й ці, хоча короткотривалі дані, доводять, що швидке потепління клімату планети - це реальний процес.

Шведський учений С.Арреніус ще в 1896 році висловив думку, що викиди в атмосферу антропогенного вуглекислого газу призведуть до потепління клімату, оскільки океан не може поглинути весь антропогенний вуглекислий газ. Висновки сучасних спеціалістів збігаються в тому, що антропогенні забруднення атмосфери парниковими газами дійсно ведуть до потепління клімату, хоча вони по-різному оцінюють розміри цього потепління. Збільшення середньорічної температури Землі в останні десятиліття визначається в межах від 6°С до 2-2,5°С. Вважається, що в середньому в другій

половині XX століття температура збільшувалася за кожні 10 років на 0,3°С. За даними спеціалістів ООН, до 2100 року температура Землі зросте на 3°С.

Власне, саме потепління клімату може викликати зміну режиму погоди на території великих регіонів планети і в першу

чергу вплинути на сільськогосподарське виробництво: вимагатиме змін агротехніки, районування культурних рослин і тварин та взагалі реорганізації бази сільського господарства.

Але, мабуть, більш небезпечним є інше: під впливом потепління почнеться танення льоду Антарктики, Арктики та високогір’я. Зростання стоку призведе до підняття рівня Світового океану. У 1987 році прем’єр-міністр Норвегії Г.Х. Брундтланд зробив доповідь, в якій було висловлено серйозне занепокоєння щодо наслідків підняття рівня Світового океану. У доповіді, зокрема, зазначалося: «...будуть затоплені низько розташовані міста та сільськогосподарські райони, і більшість країн має враховувати, що їхні економічні, соціальні та політичні структури можуть бути серйозно порушені».

За останні 100 років, за даними точних спостережень за рівнем Світового океану, зареєстровано його підняття на 0,15 м, а швидкість підняття складає 1,2 мм на рік. Є небезпека, що до 2100 року рівень Світового океану підніметься щонайменше на 65 см, а за максимальними оцінками - навіть на 3,45 м.

Потепління клімату загрожує і серйозними змінами всього живого населення планети. В умовах потепління клімату почався перерозподіл опадів. За останні 100 років у Північній півкулі їх кількість зросла на 6-8 мм на рік, відбулося зрушення сезону опадів: їх максимум, що раніше припадав на квітень - червень, почав чітко переміщатися на вересень - листопад, що несприятливо позначається на сільськогосподарському виробництві.

Основні наслідки потепління клімату при збереженні його темпів - це підняття до 2100 року середнього рівня моря на 0,5 м, збільшення опадів у середніх широтах, особливо взимку, підвищення сухості й зменшення опадів у літні періоди, зростання кількості штормів і торнадо.

У світового потепління клімату є ще й інший небезпечний аспект. Воно може викликати прискорення метаболізму, у першу чергу в мікроорганізмів, підвищить темпи їхньої біологічної еволюції і приведе до виникнення нових епідемій серед людей та тварин, боротися з якими буде непросто.

За підрахунками спеціалістів ООН, економічні збитки від майбутнього потепління клімату можуть бути оцінені в 10¹³ доларів.

Щоправда, окремі спеціалісти (ЮЛ. Кравцов, 1996) відзначають, що біосфера планети має певну буферність стосовно дії парникового ефекту. Винесення великої кількості питної води в Північний Льодовитий океан великими ріками збільшить площу Льодового покриву, що приведе до похолодання в низьких широтах. Зате в тропіках і субтропіках стане жаркіше. Середня температура планети стабілізується, але контрасти клімату збільшаться. Така перспектива матиме не менші соціальні наслідки, ніж Загальне потепління клімату, та й буферність біосфери має межі.

Кислотні опади. Кислотними називають будь-які види опадів (дощ, сніг, туман) тоді, коли їх pH нижче 7,0, тобто вони мають Числу реакцію. Реєстрація динаміки кислотності атмосферної води ведеться досить точно за кислотністю льоду в Антарктиді, Ґ ренландії та Альпах. Вона показує (Лал та ін., 1991), що ще 180 років тоому pH дощової води була на рівні 7,0, тобто нейтральною. Кислотні дощі вперше зареєстровані в 1972 році в англійському місті Манчестері. Основною причиною випадання кислотних дощів було Надходження в атмосферу оксидів азоту та сірки.

Кислотні опади в наш час спостерігаються всюди. Висока кислотність характерна для опадів у Західній Європі, у 1990 році вона коливалася в межах від 38 до 6,8 що було на 0,2 нижче, Ніж у 1989 році. Стали типовими кислотні опади і для України. У Черкаській області опади закиснені азотною кислотою, у Сум-ській - сірчаною. В.В. Скиба, який вивчав у 1987-88 роках кислотність опадів Закарпаття, установив, що pH талої снігової води сксладала 5,7-6,6, а на високогір’ї навіть 4,2-4,6, pH дощових опадів дорівнювала 6,7-6,8. Вони відрізнялися високою концентрацією нітратів (10-20 мг/л).

Україна сильно забруднена внаслідок трансграничного перене-^слння шкідливих речовин із країн Західної Європи. Кислотні дощі Надходять в Україну з масами атлантичного вологого повітря. Не-має жодної сусідньої з Україною країни на заході, з боку якої перенесення забруднюючих речовин мало б нульовий чи від’ємний баланс (табл. 9.10). Під впливом кислотних дощів відбувається швид-ке закиснення води в річках, озерах, ставках та інших континентальних водоймах. Вода в таких водоймах з бікарбонатної стає сульфатною, у ній зростає кількість алюмінію та марганцю. У таких водоймах підвищена рухомість ртуті, міді та цинку. У водоймах із ззакисненою водою видове різноманіття знижується, найшвидше вимирають молюски, раки, земноводні, розповсюджуються 1-2 види організмів (часто це водорість мужоція).

Від кислотних опадів у першу чергу страждають закриті во-дойми - озера та ставки. Під впливом кислотних дощів зростає кислотність ґрунтів. У багатьох регіонах вона досягає pH 4,1-4,5>

*+4

Кислотні дощі згубно впливають на культурні та

архітектурні пам’ятники. Під їхнім впливом швидко став руйнуватися мармур, активно йде корозія металів.

Руйнування озонового екрану атмосфери. Озоновий шар знаходиться в атмосфері на висоті 12-23 км і захищає поверхню планети від жорсткої ультрафіолетової радіації з довжиною хвилі 320-400 нм. Процес руйнування озону в атмосфері ініціюється різного роду речовинами. Як уперше показали вчені США М. Моліна та ПІ. Роуленд, це хлор- та бромпохідні, які називають фреоном, а також тетрахлорид вуглецю, метилхлороформ та інші речовини. Але основний внесок роблять фреони, що широко застосовуються в холодильних установках різних типів, в аерозольних балончиках та миючих засобах. Світове виробництво фреонів на початок 90-х років перевищило 1 млн. 360 тис. тонн на рік (71% фреонів виробляють СІЛА і розвинені країни Західної Європи).

Свій вплив на руйнування озону стратосфери здійснює й космічна та ракетна техніка внаслідок викидів продуктів згорання їхнього палива. Найбільш шкідливими є ракети, що працюють на твердому паливі. За ступенем шкідливості різні типи ракет поділяються таким чином. На першому місці за шкідливістю стоять американські ракети типу «Дельта» та «Титан II». На другому місці - французькі типу «Аріан V». На третьому - радянські «Вертикаль» та «Протон». Забруднюють високі шари атмосфери оксидами азоту й сучасні надзвукові літаки.

Дослідження озонового шару у верхніх шарах атмосфери почалися з 1930 року. Згодом вони були розширені і для ведення спостережень була створена спеціальна мережа станцій («мережа Добсона»). Виміри кількості стратосферного озону в період з 1980 до 1991 року з канадського супутника «Німбус 7» показали, що швидкість руйнування озону становить 0,224% на рік. За оцінками НАСА (США), у період з 1978 до 1990 року кількість озону в озоновому екрані скоротилася на 45%.

Зменшення товщі озонового екрану та розриви в ньому ведуть до збільшення ультрафіолетового випромінювання, що досягає поверхні Землі. Відповідно до супутникових даних за останні 10 років ультрафіолетове випромінювання зросло на 10%, а в Антарктиді, де стійко зберігається «озонова діра», - на 40%.

За даними «Грінпіс», зменшення товщі озонового шару на кожні 10% веде до збільшення кількості випадків захворювання на рак шкіри на 300 тисяч. Частішає захворювання на катаракту очей. Показано, що підвищене ультрафіолетове опромінення знижує імунітет, стають більш важкими та частими інфекційні захворювання людини та сільськогосподарських тварин.

В Україні здійснюється пильний контроль за станом озонового екрану над її територією. Працюють

6 спеціальних станцій

(у містах Києві, Одесі, Борисполі, Богуславі, Львові та Феодосії), що контролюють надходження ультрафіолетової радіації. Вони показали, що з 1980 року озоновий екран над Україною стає менш потужним. З урахуванням цього Україна приєдналася до Конвенції 1985 року з охорони озонового екрану та скорочення викидів і виробництва фреонів та інших речовин, що руйнують озон.

Запустелювання. Запустелювання - це виснаження арид-них та напіваридних екосистем під впливом діяльності людини та посух. Запустелювання відбувається головним чином у посушливих зонах. Воно проявляється в сильній деградації природних біомів та втрат родючості ґрунтів. Території, на яких проявляється запустелювання, уже не можуть самовідновлюва-тися. Цього процесу зазнали у світі вже 4 млрд. 616 млн. га й ці площі продовжують зростати. Темпи запустелювання дуже високі: щорічно внаслідок цього процесу площі пустель світу зростають на 60 тис. км².

Сучасне людство вперше зіткнулося з цим явищем на великих територіях у 1968-1973 pp., коли запустелювання південного району Сахари, так званого Сахелю, спричинило голод серед місцевого населення.

Іншим яскравим прикладом рукотворної екологічної катастрофи став район Аралу.

Аральське море являло собою досить великий водяний басейн із запасом води більше 60 км і площею в 68 320,5 км². Але для потреб південних середньоазіатських держав на ріках Амудар'я і Сирдар'я, що живлять Арал, було споруджено багато великих зропіувальних систем. У результаті до 1990-1992 років рівень води в Аральському морі впав на 14,5 м. На площі у 27 тис. км² оголилося дно моря, й Арал розпався на дві водойми - Великий і Малий Арал. На висохлому дні утворилася мертва солона пустеля. Вітер із цієї пустелі з пиловими бурями виносить 15-75 млн. т солі за рік на відстань до 5 тисяч кілометрів. Таке засолення істотно знижує продуктивність екосистем на величезній території. У самому Аральському морі солоність води зросла з 0,04% до 2,4%. У морі загинуло 70% його звичайних мешканців, також загинули прибережні очеретяні зарості. Рибні улови в Аралі стали мізерно малими.

Зрошувальні системи, заради яких був загублений Арал, експлуатувалися неграмотно. З кожних 100 км³ води втрачалося даремно близько 80 км³. Норми витрати води завищувалися, врожаї бавовнику фальсифікувалися, а на них списувалася втрачена вода. У районах бавовносіяння відбувалося швидке засолення ріллі. її площа зменшилась у 2-3 рази навіть у Ферганській долині. Екологічна криза Аралу привела до кризи соціальної, тому що порушилися традиційні види зайнятості населення в місцях, які втратили свій природний потенціал.

Аналогічний процес відбувався і в районі Аральського моря. Аральська катастрофа завершилась аридизацією клімату на великій території. Вона відчувається на південь від Аралу на 100-400 км. На віддалі до 250 км від Аралу рівень ґрунтової води знизився на 5 м. Арал для людини виявився прикладом рукотворної крупнорегіональної катастрофи, що була викликана народногосподарською діяльністю. Він повинен стати уроком для всього цивілізованого людства.

9.6.