Удары молнии могут вызвать кратковременное истончение озонового слоя
Сильные молнии могут изменить химический состав атмосферы Земли и даже важнейший озоновый слой Земли. К таким выводам пришли ученые в исследовании, опубликованном 26 августа в Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
Исследование основано на сложном явлении, называемом электронным осаждением, вызванным молнией, или LEP. Ученые объяснили, что всякий раз, когда ударяет молния, разряд испускает импульс электромагнитной энергии, который может распространяться по всей Земле и в космос. Там эта энергия взаимодействует с радиационными поясами, которые окружают нашу планету, высвобождая некоторые электроны, захваченные внутри, которые затем дождем падают обратно на Землю.
В исследовании ученые проследили последствия трех гроз за последнее десятилетие, которые произошли в США, от штата Небраски до Карибского бассейна. Согласно их расчетам, эти отдельные штормы могли вызвать цепную химическую реакцию в атмосфере, которая привела к сокращению озонового слоя в определенных местах на целых 5% и длительностью до 12 часов.
По словам ученых, эти колебания озона, вероятно, не угрожают безопасности людей. Но их выводы говорят о том, что когда одновременно возникает несколько гроз, молния может оказать удивительно большое влияние на то, что происходит в воздухе.
«Один удар молнии оказывает незначительное воздействие на атмосферу, — сказал доцент кафедры аэрокосмических инженерных наук Энн и Х. Дж. Смидов Роберт Маршалл. — Но по сравнению с тысячами ударов молнии это может быть гораздо более значительным. Мы еще не знаем».
Например, в октябре 2015 года ураган «Патрисия» обрушился на Техас и Мексику. Шторм принес в регион, помимо дождя и наводнения, более чем 33 000 ударов молний всего за два с половиной часа. В исследовании ученые применили компьютерное моделирование, чтобы проследить за тем, что произошло в атмосфере после этого жуткого события.
Ученые выяснили, что по мере развития штормов электронная энергия, падающая на Землю, начала реагировать с газами высоко в атмосфере Земли, примерно в 50–100 км над поверхностью. Концентрации определенных молекул в воздухе, включая оксиды водорода и оксиды азота, взлетели почти сразу. Оксиды азота, например, увеличились на целых 150%.
Сами по себе эти газы не могут причинить большого вреда. Но, по словам Маршалла, они могут проникать глубже в атмосферу, в конечном итоге достигая озонового слоя — важной границы, которая находится менее чем в 30 км над землей и помогает защитить жизнь от солнечного излучения.
«Увеличение оксидов азота может длиться 24 часа или более, и эти газы будут медленно опускаться на высоту, где они могут разрушить озон», — сказал Маршалл.
По данным ученых, разрушение распространяется далеко от области, расположенной непосредственно над штормом, создавая недолговечное тонкое пятно в озоновом слое. Но потеря озона сопоставима с тем, что ученые наблюдали во время других крупных атмосферных возмущений, включая полярные сияния.
