Ученые лаборатории исследования озонового слоя и верхней атмосферы Санкт-Петербургского государственного университета, созданной в рамках программы мегагрантов Министерства науки и высшего образования РФ, смоделировали сценарий увеличения влияния количества запусков ракет на озоновый слой к 2030 году. Они выяснили, что при росте числа запусков озоновый слой может стать тоньше почти на 4% в высоких широтах. Результаты исследования опубликованы в Nature (climate and atmospheric science).
Развитие современных технологий за последние годы позволило значительно увеличить количество запусков космических ракет, и исследования космоса проводятся все активнее. Так, в 2019 году было совершено 102 запуска ракет, а в 2024 году их общее количество достигло 258, из которых 17 были произведены Россией. Специалисты по всему миру внимательно изучают последствия такой активности и пытаются спрогнозировать возможные сценарии влияния на экологию этой тенденции. Наибольший интерес вызывает влияние запусков на состояние стратосферного озона.
Этот природный щит играет жизненно важную роль, поглощая опасное ультрафиолетовое излучение (УФ-Б) и снижая риски развития онкологических заболеваний у людей и повреждения сельхозкультур и морского фитопланктона. Кроме того, он участвует в формировании температурной структуры стратосферы, что напрямую влияет на глобальные атмосферные процессы и климат.
Загрязнение атмосферы при ракетных запусках варьируется в зависимости от типа используемого топлива. В процессе сгорания выделяются различные вещества: углекислый газ (CO₂), водяной пар (H₂O), оксид алюминия (Al₂O₃), сажа, хлор (Cl₂) и оксиды азота (NOₓ). Наибольший вред наносят соединения хлора и азота, которые напрямую разрушают защитный слой через химические реакции. Водяной пар также опасен, так как способствует образованию агрессивных соединений, а частицы оксида алюминия выступают катализатором, ускоряя эти процессы.
В международную группу исследователей, изучавших эту проблему, вошел Евгений Розанов — научный руководитель лаборатории исследования озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ, признанный мировой лидер в области моделирования атмосферных процессов. Евгений Владимирович Розанов, руководитель лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы Санкт-Петербургского государственного университета, — самый цитируемый российский климатолог, один из рецензентов знаменитого доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), за который эта организация была удостоена Нобелевской премии мира.
«Мы разработали и проанализировали два возможных сценария развития ситуации к 2030 году: при умеренном росте числа запусков до 884 в год и при интенсивном — до 2040. В последнем случае глобально среднее истончение озонового слоя может составить 0,29%. Это очень серьезный показатель, поскольку в среднем за 10 лет может восстанавливаться от одного до трех процентов», — пояснил Евгений Розанов.
Согласно расчетам, наиболее значительное уменьшение общего содержания озона (до 4%) ожидается в высоких широтах Южного полушария — над Новой Зеландией и Южной Америкой. Однако при дальнейшем увеличении количества пусков это может распространиться и на Северное полушарие, включая юг России.
Уже сегодня темпы роста космических пусков превышают прогнозы умеренного сценария. Ученые проводят параллели с ситуацией XX века, когда массовое использование фреонов в промышленности привело к сильному истончению защитного слоя атмосферы. Критическая ситуация была исправлена благодаря Монреальскому протоколу 1987 года, объединившему мировое сообщество для поэтапного отказа от опасных веществ. Сегодня специалисты опасаются, что ракетные запуски могут замедлить продолжающийся длительный процесс восстановления.
«Конечно, полностью отказаться от пусков невозможно, поскольку развитие этой отрасли и изучение космического пространства — значимые аспекты для науки, общества и экономики страны. Однако мы можем снизить негативное воздействие в первую очередь за счет сокращения использования твердого топлива с высоким содержанием хлора. Другим важным аспектом может стать обсуждение этого вопроса на международном уровне для общего регулирования ракетных запусков», — отметил Евгений Розанов.
Следует отметить, что негативное влияние на атмосферу оказывает и сгорание спутников при повторном входе в атмосферу. Частицы оксида алюминия от сгорания спутниковых корпусов могут достигать концентрации 0,2−5 Гг/год, что сопоставимо с естественным фоновым уровнем метеоритной пыли. Однако точное воздействие этих веществ на озоновый слой остается не до конца изученным из-за сложности моделирования процессов их распределения и химических превращений в средних слоях атмосферы.
Работа выполнена международной группой ученых, в состав которой вошли исследователи из Новой Зеландии, США, Швейцарии, Испании и России. Исследование проводилось при участии лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ, созданной в университете по программе мегагрантов Министерства науки и высшего образования РФ. Ее цель — решение научных и образовательных проблем, связанных с прогнозом развития озонового слоя, вызванного природными и антропогенными факторами, изменениями климата и событиями космической погоды, на срок от одного месяца до 200 лет.
Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ
Источник фото: ru.123rf.com
