„Dobry” ozon i promienie ultrafioletu
Warstwa ozonowa jest składową stratosfery. Chociaż ozon jest gazem śladowym w atmosferze – na każde 10 milionów cząsteczek powietrza przypadają 3 cząsteczki ozonu, które stale giną i powstają w sposób naturalny – to skutecznie pochłania fragmenty promieniowania słonecznego uderzającego w Ziemię. Nadmiar tych życiodajnych promieni stanowi zagrożenie dla planetarnych organizmów. Warstwa ozonowa działa więc jak tarcza ochronna. Mowa o „dobrym” ozonie – nie należy mylić go ze „złym” ozonem troposferycznym lub przyziemnym, czyli kluczowym składnikiem zanieczyszczenia powietrza odpowiadającego za choroby układu oddechowego.
Promieniowanie ultrafioletowe (UV) posiada zdolność przenikania przez skórę i niszczenia cząsteczek DNA zarówno w organizmach roślinnych, jak i zwierzęcych. Istnieją dwa główne rodzaje nadfioletu: UV-B i UV-A. UV-B jest przyczyną chorób skóry: oparzeń, nowotworu podstawnokomórkowego i płaskonabłonkowego, a także zaćmy. Kiedyś panowało przekonanie, że UV-A jest nieszkodliwy, ponieważ nie powoduje oparzeń. Tymczasem jest on bardziej szkodliwy niż UV-B – wnika głębiej i powoduje śmiertelnego czerniaka i przedwczesne starzenie. Warstwa ozonowa, ziemski filtr przeciwsłoneczny, pochłania około 98% tych niszczycielskich promieni.
Nadfiolet wpływa negatywnie na procesy fizjologiczne i rozwojowe roślin. Nawet wyewoluowane mechanizmy łagodzące lub naprawiające skutki oddziaływania zwiększonych poziomów UV nie zapobiegają upośledzeniu wzrostu organizmów roślinnych. Pośrednie zmiany wywołane przez promieniowanie ultrafioletowe – chociażby deformacje czy zaburzenie dystrybucji składników odżywczych, faz rozwojowych i metabolizmu wtórnego – bywają ważniejsze od samego UV. Zmiany te dotyczą równowagi konkurencyjnej, roślinożerności, chorób i cykli biogeochemicznych.
Produktywność fitoplanktonu, czyli podstawy wodnych sieci pokarmowych, zależy od strefy eufotycznej – górnej warstwy słupa wody, w której ilość światła słonecznego jest wystarczająca do podtrzymania produktywności netto. Wykazano, że UV dezorientuje i ogranicza ruchliwość fitoplanktonu, a tym samym obniża jego przeżywalność. Stwierdzono też, że promienie nadfioletu wyrządzają szkody we wczesnych stadiach rozwojowych ryb, krewetek, krabów, płazów i innych zwierząt morskich. Najpoważniejsze następstwa to spadek zdolności reprodukcyjnej i deregulacja rozwoju larwalnego. Nawet krótkie wystawienie na UV prowadzi do zmniejszenia populacji małych organizmów będących podstawą morskiego łańcucha pokarmowego.
Podwyższone wartości promieniowania ultrafioletowego oddziałują również na lądowe i wodne cykle biogeochemiczne, co oznacza wywołanie zmian zarówno w źródłach, jak i pochłaniaczach gazów cieplarnianych i chemicznie ważnych gazów śladowych (np. dwutlenku węgla, tlenku węgla, siarczku karbonylu, ozonu i prawdopodobnie innych gazów). W rezultacie są to zmiany sprzężeń zwrotnych biosfera-atmosfera, które decydują o poziomach koncentracji tych gazów w atmosferze.
Mechanizm wymierania planetarnego
W 2020 roku naukowcy podzielili się na łamach Science Advances ważnym odkryciem: u schyłku dewonu nadfiolet wywołał wymieranie planetarne, unicestwiając wiele gatunków w ekosystemach słodkowodnych i leśnych. Po roztopieniu pokryw lodowych unoszące się nad kontynentami ciepłe powietrze wypychało do górnej atmosfery związki chemiczne, które niszczą ozon. Przez kilka tysięcy lat UV miał śmiertelną wartość. Zaniknie warstwy ozonowej było następstwem globalnego ocieplenia, które zakończyło epokę lodowcową.
Dzisiejsza zmiana środowiskowa jest najszybsza w geologicznych dziejach Ziemi.
Uczeni alarmują, że stan warstwy ozonowej ulega pogorszeniu. Od 2010 roku rosną zagrażające zdrowiu ludzkiemu i nie-ludzkiemu poziomy nadfioletu w tropikach i północnych średnich szerokościach geograficznych. Nasza analiza pokazuje zaburzone poziomy ozonu i zwiększające się powierzchniowe promieniowanie UV między 30°S-60°N po 2010 roku – powiedział Yan Xia z Uniwersytetu Normal w Pekinie, główny autor badania opublikowanego 12 maja 2023 roku w Advances in Atmospheric Sciences.
Dane satelitarne i symulacje modelowe pozwoliły ocenić długoterminowe globalne zmiany stężenia ozonu i powierzchniowego promieniowania ultrafioletowego. Na półkuli północnej promieniowanie UV w latach 2011-2020 przybierało na intensywności w tempie 0,5-1,4% rocznie – nie należy tego lekceważyć – ostrzegł Xia. Decydenci i społeczeństwo powinni być świadomi i przygotowani na szkodliwe skutki tego trendu dla środowiska, rolnictwa i zdrowia publicznego.
Blog exignoranta 