А как меняется состав атмосферы с высотой?
Многочисленные исследования воздушного океана позволили прийти к выводу, что азотно-кислородный состав атмосферы, несмотря на убывающую плотность воздуха, остается постоянным до высоты 100 километров.
Еще задолго до открытия термической структуры атмосферы ученые пришли к выводу, что не вся солнечная радиация, которая, согласно расчетам, должна попадать на Землю, в действительности достигает земной поверхности. Жесткое коротковолновое излучение Солнца «теряется» где-то в. пути. Предположили, что оно поглощается в приземных слоях атмосферы. И если подняться с соответствующими приборами повыше, то можно найти это потерянное излучение. Однако фотографирование солнечного спектра в горных условиях не дало ничего нового по сравнению с наземными наблюдениями. Значит, солнечные лучи поглощаются в более высоких слоях атмосферы.
В 1880 году английский ученый Хартли установил, что «виновником» поглощения жесткой компоненты солнечного спектра является озон — особая разновидность кислорода, молекулы которого состоят из трех, а не из двух атомов.
Озон образуется из обычного кислорода в результате фотохимического действия ультрафиолетового излучения. Озон весьма нестабильное химическое соединение. Молекулы Оз стремятся «освободиться» от лишнего кислородного атома, что и происходит со временем. Но грозовые разряды, солнечная и космическая радиация способствуют постоянной генерации озона в атмосфере.
Наблюдения многих ученых позволили сделать интересный вывод: озон не рассеян в атмосфере равномерно, как другие составляющие воздуха, а сосредоточен в относительно узком, слое, расположенном на высотах 20—50 километров над уровнем моря.
По современным данным, озоносфера, как и другие слои атмосферы, обладает собственной структурой, то есть делится на несколько слоев, содержание озона в которых различно. Максимальная концентрация озона приходится на высоты 20—25 километров.
Слой озона, благодаря способности молекул Оз поглощать солнечную радиацию высокой энергии, действует подобно гигантскому естественному фильтру, не пускающему к поверхности Земли основную часть губительного для всего живого ультрафиолетового излучения.
Однако озона в земной атмосфере ничтожно мало — около трех миллиардов тонн (общая масса атмосферы составляет 10 15 тонн). А средняя плотность озона не превышает 10 -10 г/см3. И если этот разреженный и разнесенный на десятки километров по вертикали газ мысленно сжать, то при нормальном атмосферном давлении и температуре 0°С толщина озоносферы составит всего четыре миллиметра. Но оказалось, что именно эта ничтожная прослойка в тысячекилометровой атмосфере планеты и играет роль радиационного щита, который делает возможным протекание всех биологических процессов на Земле. Есть все основания предполагать, что без озона на Земле органическая жизнь едва ли могла бы существовать.
А. Ассовская