Обогащение атмосферных примесей во льду Антарктиды и изменение биогеохимических циклов галогенов под воздействием природных и антропогенных факторов

Abstract

В работе предложен подход к оценке атмосферных соотношений смеси примесей в пробах льда с учетом их растворимости в инфильтрационной воде или в водных пленках проб льда и рассчитаны диапазоны этих значений для примесей, идентифицированных в блоках льда. Подтверждено природное образование CH₃Cl, CH₃CH₂Cl, CH₂=CHCl, CH₃Br, CHBr₃, CH₃I, CH₃CH₂I, COS и CS₂ в дотехногенной атмосфере. Названные галогенуглероды могут быть ответственными за 40% современного разрушения озонового слоя над Антарктикой на протяжении австралийской весны. Оценена мощность потоков эмиссии названых серо- и галогенсодержащих примесей из деградирующих ледников прибрежной Антарктиды и влияния температуры и метаморфизму снежного покрова на распределение и перенос в нем этих примесей, а также сделаны прогнозы влияния природных и антропогенных факторов на биогеохимические циклы галогенов.

В роботі запропоновано підхід до оцінки атмосферних відношень суміші домішок у пробах льоду з врахуванням їх розчинності в інфільтраційній воді, або у водних плівках проб льоду. Розраховані діапазони цих значень для домішок, ідентифікованих у блоках льоду. Підтверджено природне утворення CH₃Cl, CH₃CH₂Cl, CH₂=CHCl, CH₃Br, CHBr₃, CH₃I, CH₃CH₂I, COS и CS₂ в дотехногенній атмосфері. Наведені галогенвуглеводи можуть бути відповідальними за 40% сучасного руйнування озонового шару над Антарктикою протягом австралійської весни. Оцінена потужність потоків емісії вказаних сірко- та галогенвміщуючих домішок з деградуючих льодовиків прибережної Антарктиди та вплив температури і метаморфізму снігового покриву на розподіл та перенесення в ньому цих домішок, а також зроблені прогнози впливу природних та антропогенних факторів на біогеохімічні цикли галогенів.

An approach has been developed to estimate the atmospheric mixing ratio of atmospheric volatile impurities in ice samples taking into account their solubility in infiltrated water or in liquid-like surface layers on the snow grains. The ranges for the ratio were been calculated for all volatile species identified in 1₂ ice blocks sampled along profile of retreated Antarctic coastal glacier (Galindez Island, Argentinean Archipelago, West Antarctica). The age of these blocks is varied from 1₂ to 4000 years. The natural origin of CH₃Cl, CH₃CH₂Cl, CH₂=CHCl, CH₃Br, CHBr₃, CH₃I, CH₃CH₂I, COS and CS₂ in the pre-industrial atmosphere were confirmed whereas chlorofluorocarbons, hydrochlorofluorocarbons and chlorinated solvents (CCl4, CH₂Cl₂, CHCl₃, CH₃CCl₃ and Cl₂C=CCl₂) have not essential natural sources in Antarctic environment. The identified natural Cl- and Brconsisting halocarbons have been responsible for 40% stratospheric ozone depletion over Antarctica during australian spring.