По крайней мере, так было до того, как человек принялся активно осваивать ресурсы Земли. Сегодня мы разрушаем хрупкое природное равновесие, вырубая леса, загрязняя воду и воздух, вызывая изменение климата. Многие виды организмов вымерли или находятся на грани исчезновения. В районе городов и деревень одни дикие животные почти исчезли, а другие приспособились к соседству с человеком и ведут себя в новой среде как хозяева. Морские животные запутываются в обрывках сетей и в пластиковых отходах, которые повсюду оставляет человек. Многие не могут найти себе пищу, потому что моря загрязнены, а рыба из них выловлена. То, что плохо для природы, плохо и для человека. Потому что мы, люди, – часть природы.

5 Солнце даёт в несколько тысяч раз больше энергии, чем нам необходимо

Солнце – огромная электростанция. За 8 минут с солнечными лучами на Землю попадает столько же энергии, сколько электричества человечество производит за год! К счастью, не вся эта энергия расходуется на нагрев Земли. Примерно треть её отражается от облаков, снега, льда и водной глади океанов и улетает обратно в космос (почитай ^факт 32). Две трети солнечного излучения поглощают земля и воздух. При этом огромное количество энергии планета возвращает в атмосферу в виде инфракрасных лучей, то есть тепла. Да-да, ты всё правильно прочитал: большая часть тепла попадает в атмосферу не напрямую от Солнца, а от нагретой Земли.

Тепло, которое выделяет наша планета, рассеивается в космосе, но часть его задерживается в атмосфере парниковыми газами (читай ^факт 6). Равновесие между поглощением и излучением инфракрасных лучей называется тепловым балансом Земли. Это очень важное равновесие.

6 Земля – огромный парник

Видел ли ты у кого-нибудь на даче парник? Это такая стеклянная галерея над грядками с овощами, ягодами или цветами. Солнце проникает сквозь стекло и обогревает посадки. Стенки парника удерживают тепло, так что растения чувствуют себя хорошо, даже если снаружи холодно.

Наша планета – тоже своего рода парник. Только её окружает не стекло, а воздушная оболочка. Мы называем этот слой газов атмосферой. Большую часть сухого воздуха составляют азот (78 %) и кислород (21 %). Оставшийся 1 % – это аргон и несколько парниковых газов, таких как метан, углекислый газ и оксид азота. Кроме того, в воздухе присутствует до 4 % водяного пара, а это тоже парниковый газ.

Парниковые газы действуют как стеклянные стены парника. Днём солнечные лучи проходят сквозь атмосферу и обогревают планету, а ночью, когда Земля остывает, парниковые газы задерживают тепло у поверхности. Поэтому во многих регионах могут расти и цвести самые разные растения. Без парниковых газов на Земле было бы намного холоднее: в среднем –18°С вместо +15°С – среднегодовой температуры, которая нам привычна. Разница целых 33 градуса!

Так что парниковые газы нужны нам для жизни. Но есть одна проблема. Если в атмосфере их скопится слишком много, средняя температура воздуха повысится, растают льды Антарктиды, из-за чего поднимется уровень воды в морях и океанах. Большие прибрежные участки суши окажутся затоплены, а в центральных районах континентов начнётся такая засуха, что там не сможет взойти ни одно растение. На Землю обрушатся ураганы и штормы. Все эти явления станут следствием глобального потепления, которое ещё называют изменением климата. В этой книге мы расскажем, почему человек тоже несёт за него ответственность.

7 Ты – маленькая фабрика по производству СО2

Сделай вдох. Твои лёгкие наполнились кислородом. Сделай выдох. У тебя из носа вылетело облачко углекислого газа. Это нормально. Все живые существа, которые вдыхают кислород (О2), производят углекислый газ (СО2). А растения в процессе фотосинтеза забирают его из воздуха и превращают в кислород (читай ^факт 9).

Но не только люди и животные поставляют в атмосферу углекислый газ. Самое большое количество СО2 выделяется при сжигании ископаемого топлива: нефти, природного газа, каменного и бурого угля. Эти вещества образовались в недрах Земли из спрессованных под пластами горных пород остатков растений и животных, погибших миллионы лет назад. Люди обнаружили, что ископаемое топливо отлично горит и выделяет много энергии, и стали использовать его в качестве горючего для обогрева домов, работы автомобилей, станков и других механизмов. К сожалению, при сжигании ископаемого топлива выделяется очень много углекислого газа. Он задерживается в атмосфере и приводит к глобальному потеплению. Углекислый газ нельзя услышать, увидеть, потрогать, почувствовать, однако он существует.

Другие парниковые газы в атмосфере – это водяной пар, метан, оксид азота и озон. Водяной пар образуется, когда вода испаряется из водоёмов под действием солнечного тепла. Вместе с водяным паром тепловая энергия переносится из более жарких районов планеты в более холодные. Существенную часть метана производят жвачные животные, такие как коровы. Этот газ тоже является причиной потепления климата. Оксид азота – активный парниковый газ, который образуется в почвах, насыщенных азотом. Озон можно считать как полезным, так и вредным. Он защищает планету от опасных ультрафиолетовых лучей солнца (читай ^факт 8). Без озонового слоя жить на Земле было бы гораздо сложнее. Но озон опасен, когда находится близко к поверхности Земли (читай ^факт 56). Тогда он может повредить листья растений и даже наши лёгкие!

8 В озоновом слое есть дыры

Бывало ли так, что ты отправился на пляж, но забыл взять солнцезащитный крем, а когда вернулся домой, стал красным, как варёный рак? Ой, как же больно прикасаться к коже! Во всём виноваты ультрафиолетовые лучи солнца!

К счастью, существует газ, который задерживает большую их часть. Это озон. Его химическая формула – О3, потому что молекула озона состоит из трёх атомов кислорода. Озоновый слой находится в стратосфере, в районе экватора – на высоте примерно 20 километров от поверхности Земли, над Россией – на высоте около 12 километров, над полюсами – ещё ниже. Озоновый слой очень тонкий, однако он невероятно важен. Если бы его не было, мы не смогли бы выжить.

В 1970-х годах учёные поняли: с озоновым слоем творится что-то неладное. Он становился тоньше, в нём появлялись дыры, самая большая – над Антарктидой. А происходило это по вине хлорфторуглеродов, или фреонов, которые содержатся в аэрозольных баллончиках, холодильниках и морозильных камерах. Когда молекула хлорфторуглерода встречается с молекулой озона, то отщипывает от неё один из трёх атомов кислорода. Так что от молекулы озона остаётся только О2, то есть кислород, а он спокойно пропускает солнечные лучи. На сегодняшний день многие страны подписали соглашение, которое запрещает использовать хлорфторуглероды. И хотя для ликвидации озоновых дыр потребуется много времени, есть и хорошие новости. В 2000 году дыра над Антарктидой была величиной с Северную Америку, а в 2017 году спутниковые снимки чётко показали, что дыра уменьшилась.

Учёные внимательно следят за состоянием озонового слоя. Изменение климата может привести к возникновению новых крупных дыр, но есть и обратный риск – что концентрация озона в атмосфере станет слишком высокой и вызовет усиление парникового эффекта.

9 Ты дышишь благодаря зелёным растениям

Давным-давно атмосфера Земли состояла в основном из углекислого газа, а кислорода в ней почти не наблюдалось. При этом в океане было растворено множество химических веществ. Самыми важными для появления жизни оказались соединения углерода (C). Его атомы могли образовывать большие и сложные молекулы, благодаря чему в древних мелководных морях появились первые бактерии. Они добывали из воды соединения углерода, строили из них свои организмы и отмирали. Так возник круговорот углерода. Позже в океанах появились водоросли. Они получали необходимый для жизни углерод из углекислого газа (CO2) и выделяли кислород (О2). Прошло много времени, и Землю населили живые существа, которые стали использовать этот кислород для дыхания.

Сегодня листья растений и водоросли поглощают из воздуха углекислый газ. Вода и солнечный свет помогают ему превратиться в глюкозу (C6H12O6) – пищу для растений. Этот процесс называется фотосинтезом. Во время фотосинтеза растения и водоросли производят кислород, необходимый человеку и животным для дыхания.

Как ты можешь убедиться, на нашей планете всё взаимосвязано: каждый организм зависит от другого. Леса, богатые растениями, и водоёмы, в которых обитают водоросли, необходимы для поддержания жизни на Земле. Так, один столетний дуб поставляет достаточно кислорода для дыхания десяти человек.

6 Земля – огромный парник

9 Ты дышишь благодаря зелёным растениям

8 В озоновом слое есть дыры