Физики: радон 222 в большей мере приводит к образованию ионов в атмосфере
Образование ионов в нижних слоях атмосферы в большей мере определяется действием радиоактивного газа радон 222, чем любыми другими факторами, выяснили ученые Санкт Петербургского университета (СПбГУ), 10 апреля сообщает пресс-служба университета.
Исследование влияния радона 222 на образование ионов в нижних слоях атмосферы было выполнено специалистами лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ. Его результаты были представлены в статье «Изменчивость радона как результат взаимодействия с окружающей средой», опубликованной в журнале Atmosphere.
Нижний, приземной слой атмосферы располагается до высоты трех километров над поверхностью Земли, В его воздухе находится большое количество различных химических элементов, в том числе радиоактивных, например, радон 222. Этот радиоактивный нуклид химического элемента радона образуется в урановых месторождениях и относится к радиоактивному семейству урана 238.
Кроме того, что этот радиоактивный нуклид опасен для жизни и здоровья людей, он разрушает озоновый слой. Это вынудило ученых всего мира с конца 50-х годов прошлого века вести регулярный мониторинг содержания радона 222 в атмосфере.
Также возникновение повышенных концентраций радона (радоновых аномалий), может сигнализировать о некоторых опасных природных явлениях, в том числе землетрясениях.
Еще одой причиной интереса ученых к радону в атмосфере является желание узнать, как радон влияет на ионизацию и таким образом на электропроводность воздуха, поскольку изменение значений электронной плотности из-за ионизации может вызывать радиопомехи.
В 1970-е годы советскими учеными была разработана уникальная модель атмосферы-океана-аэрозоля-химии-климата SOCOL, созданная в том числе для расчета изменений озонового слоя и климата на Земле.
SOCOL позволяет определять характеристики озонового слоя как при его глобальном истощении из-за производства озоноразрушающих веществ, так и при восстановлении в случае действий по ограничениям и мерам регулирования всех выбросов веществ, разрушающих озоновый слой.
Ученые Санкт Петербургского университета модернизировали SOCOL, добавив в модель дополнительный земной источник естественной ионизации воздуха — радон 222, что позволило проводить расчеты удельной проводимости атмосферы с учетом вклада всех параметров ее ионизации.
В настоящее время химико-климатическая модель SOCOL учитывает все естественные источники ионизации атмосферы, позволяя оценивать вклад радона 222 в проводимость и сопротивление атмосферы.
Старший научный сотрудник кафедры физики Земли)СПбГУ Ирина Миронова рассказала о результатах исследования модернизированной модели:
«Мы выяснили, что в пограничном, то есть нижнем, слое Земли скорости ионизации, вызванной радоном 222, превышают скорости ионизации, вызванной галактическими космическими лучами, в несколько раз в зависимости от региона. Таким образом, радон доминирует в ионизации вблизи поверхности Земли, но его действие быстро затухает с высотой. Рассчитанные скорости ионизации, полученные из распределений радона 222, используются для расчета проводимости воздуха в атмосфере».
Ученые СПбГУ отмечают, что в химико климатических моделях ионизация от радона 222 служит основным источником ионизации на низких высотах от поверхности Земли. Таким образом, радон 222 оказывает основное влияние на образование электрического тока в атмосфере и формирование глобальной электрической цепи.
По этой глобальной цепи идет движение атмосферных электрических токов между ионосферой и Землей за счет электрического поля отрицательного заряда Земли и заряженными ионосферой и магнитосферой. Важную роль в образовании цепи играет грозовое электричество, отметили ученые.
В своей предыдущей работе ученые лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ установили, что за сутки магнитных бурь в полярной мезосфере может быть разрушено до четверти озона, содержащегося на высоте около 75 километров.
