Развитие научно-технической и хозяйственной деятельности человека и ее влияние на экологию Земли и околоземное пространство

В начале XXI в. воздействие хозяйственной и иной деятельности человека на окружающую среду достигло таких масштабов, что проблема сохранения биосферы стала планетарной проблемой. От се решения напрямую зависит выживание человечества. Эффективной охране и рациональному использованию экологических систем, обеспечению безопасного будущего человечества, гармонизации отношений человека и природы может способствовать только комплексный подход к проблемам окружающей среды на основе партнерства в интересах обеспечения устойчивого глобального развития (по мнению ученых, устойчивым может быть только такое развитие, которое не разрушает условий, необходимых для его продолжения, — социальных, экономических и экологических, которое воспроизводит без утрат свой собственный базис)^[1].

Земные экологические проблемы закономерно затронули и атмосферу, и космическое пространство.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли. Она основа жизни на Земле. Атмосфера защищает поверхность планеты от космического излучения, определяет климат, оказывает решающее воздействие на жизнедеятельность растительного и животного мира.

Загрязнение воздуха, т. е. изменение его химического состава, пагубно влияет на состояние окружающей среды. Источники такого загрязнения можно поделить на естественные и антропогенные. К естественным источникам относятся: дым и газ лесных или степных пожаров, пыль, возникающая из-за эрозии почв, продукты извержения вулканов, а также продукты растительного, животного и космического происхождения. Они существовали задолго до появления антропогенных источников и не оказывали существенного воздействия на климат и жизнедеятельность живых организмов.

Основными источниками антропогенного загрязнения атмосферы химическими веществами являются промышленность и транспорт. Известно, что запуск современных ракетоносителей, работающих на химическом топливе, оказывает вредное воздействие на окружающую среду. Можно сказать, что отработанные газы космических аппаратов содержат полный набор химических веществ, загрязняющих атмосферу.

Прежде всего следует назвать всем известную двуокись углерода (С0₂). В ненарушенной природной среде удерживается равновесие между количеством углекислого газа, выделяемым живыми существами, а также при разложении растений, и количеством углекислого газа, потребляемым в процессе фотосинтеза. В результате хозяйственной деятельности человека равновесие было нарушено, и природа уже не в состоянии самостоятельно его восстановить. За последние 50 лет количество двуокиси углерода в атмосфере возросло на 10—15%. Его основными источниками являются продукты сгорания ископаемого топлива, угля, нефти, природного газа и их производных. Конечно, на их фоне выбросы ракет выглядят каплей в море, но, учитывая, что все больше стран становятся участниками космических исследований, этими объемами скоро нельзя будет пренебречь.

Наиболее серьезное последствие увеличения количества углекислого газа в атмосфере — глобальное потепление климата. Солнечное тепло, полученное поверхностью Земли в дневное время, ночью излучается обратно в космос в виде инфракрасных волн. Углекислый газ частично поглощает инфракрасное излучение и тем самым сохраняет тепло. Атмосферу, богатую двуокисью углерода, можно сравнить с теплицей. Именно это имеют в виду, когда говорят о парниковом эффекте. Удвоение содержания углекислого газа вызовет повышение температуры земной поверхности на 2—3 °С. Последствия такого потепления точно предугадать невозможно, но несомненно одно — они могут быть катастрофическими.

Другим опасным веществом, загрязняющим атмосферу, является окись углерода (СО), ее основной источник — автомобильный транспорт. Окись углерода действует в организме за счет уменьшения количества кислорода, разносимого кровью по телу. Молекула СО присоединяется к гемоглобину крови с образованием карбоксигемоглобина, который уже не может присоединить кислород и разносить его от легких к тканям тела, в результате чего может наступить смерть от кислородного голодания. На открытом воздухе концентрация СО не достигает опасного уровня, иное дело — перенаселенные, насыщенные автотранспортом города с застойной атмосферой.

Окислы азота попадают в атмосферу как из естественных источников, так и в результате хозяйственной деятельности человека (разложения органического вещества, например дерева, разрядов молнии, высокотемпературных процессов сжигания топлива в двигателях и т. д.). Присутствуя в воздухе в значительных количествах, двуокись азота может вызвать заболевание легких, воспаление глаз. В результате сложных химических процессов окислы азота в атмосфере могут превратиться в нитраты, способствующие выпадению кислотных осадков. Пока нет однозначного ответа на вопрос, влияют ли запуски больших ракет на погоду в целом, но после взаимодействия атмосферы с продуктами сгорания отмечается смена погоды. В связи с этим была предложена гипотеза о связи экологических катастроф с запусками крупных ракет, в результате которых атмосферное давление в приземном слое падает, усиливаются осадки, возникают сильные ветры и тем самым стимулируется циклоническая активность.

Ионосфера — слой ионизированного воздуха выше 50 км от поверхности Земли. При запуске ракет наблюдается такое явление, как «ионосферная дыра», которая имеет, как правило, большие размеры и способна сохраняться в течение долгого времени. Акустико-гравитационные волны, возникающие при запуске ракет, могут вызвать перемещающиеся ионосферные возмущения.

Некоторых газовых составляющих в атмосфере ничтожно мало, однако их важность определяется не количеством. Например, содержание в атмосфере озона составляет 0,001%, но без него жизнь на Земле была бы иной. Озон содержится в трех атмосферных областях: тропосфере, стратосфере и мезосфере. Тропосферный озон обладает токсическим воздействием на человека, животных и растительные организмы. Мезосферный озон — один из многих компонентов атмосферного газа, который играет важную роль в образовании нижней части ионосферы. В более высоких слоях озон разрушается под действием ультрафиолетового излучения. Нас же интересует стратосферный озоновый слой. Благодаря своим исключительным свойствам он является регулятором потока радиации, достигающей поверхности Земли. Как известно, ультрафиолетовая радиация в небольших дозах содействует образованию в живом организме витамина D, способствующего усвоению организмом фосфора и кальция. Истощение слоя озона приводит к увеличению ультрафиолетовой радиации у поверхности Земли, а изменение вертикального распределения озона вызывает нагревание атмосферы и, следовательно, влияет на климат. Избыток ультрафиолета вызывает рост раковых заболеваний кожи и уменьшает эффективность иммунной системы человека, повреждает молекулы ДНК (понижение толщины озонового слоя чревато необратимыми последствиями для генофонда).

Источники разрушения озона могут носить как естественный, так и антропогенный характер. К первым относятся соединения азота, образующиеся в результате бактериальных процессов на земной поверхности; азот, поступающий в атмосферу с метеорными потоками; метилхлориды, образуемые водорослями; соляная кислота в вулканических выбросах; хлориды в составе морских солей и т. д. Все эти вещества вносят отрицательно малый вклад по сравнению с хлорфторметанами, иначе говоря, фреонами, используемыми в аэрозольных упаковках и холодильных камерах, и соединениями азота, поступающими в атмосферу при использовании промышленного топлива и азотных удобрений.

Сверхзвуковые самолеты, летающие в стратосфере, выбрасывают значительное количество окиси азота. То же можно сказать и о большинстве космических аппаратов. В составе твердого топлива ракет применяются перхлораты — источники поступления хлора в атмосферу.

• [1] См.: Заключительный акт Совещания по безопасности и сотрудничеству в Европеот 01.08.1975 // Международное право в документах. М., 1982.