В первые годы засухи растения выделяют много изопрена, из-за которого в воздухе появляется озон.
Озоновый слой стратосферы защищает нас от жёсткого ультрафиолетового излучения, но на самом-то деле озон токсичен – будучи агрессивным окислителем, он повреждает органы дыхания, вызывает мутации, а при высоких концентрациях может просто убить.
Периодически озон появляется в призменном слое воздуха, но от него нас спасают Мировой океан и растения – для них он тоже токсичен, но в меньшей мере, так что они могут его поглощать и обезвреживать без особого вреда для себя. С другой стороны, многие растения выделяют летучие органические вещества, которые вступают в атмосфере в разные химические реакции, дающие тот же озон.
И поглощение озона растениями, и выделение ими летучих веществ, благодаря которым озон появляется снова, зависит от окружающих условий. Но как именно зависит? Например, в засуху растения закрывают устьица – отверстия в листьях, через которые из листа испаряется вода и через которые в лист поступают газы – кислород, СО2 и озон. В то же время из-за стресса растения производят меньше летучих веществ.
Затяжная засуха в Калифорнии позволила исследователям из Виргинского университета детально описать, как растения влияют на уровень озона, оказавшись в непростых экологических условиях. Во-первых, они слабее поглощают озон – в самые засушливые годы на 15% меньше, чем обычно. Во-вторых, поначалу с наступлением засухи деревья и другие растения синтезируют много изопрена – одного из тех самых веществ, которые участвуют в озонопорождающих реакциях. Изопрен помогает справиться с трудностями, поэтому растения наращивают его синтез. Соответственно, растёт концентрация озона в приземном воздухе.
Но это требует определённых ресурсов, и спустя четыре года синтез изопрена падает – более чем наполовину. Одновременно уменьшается и озоновое загрязнение: в статье в Environmental Science & Technology говорится, что уровень озона может снизиться на 20%. То есть можно сказать, что особенно неприятными с «озоновой» точки зрения оказываются первые годы засухи (хотя если засуха длится больше 4 лет, то от неё, очевидно, появляется масса других проблем, не дающих радоваться ослаблению озонового загрязнения).
В атмосферных химических реакциях, дающих лишний озон, участвуют не только летучие растительные вещества, но и различные оксиды азота. Их много в промышленных и автомобильных выбросах. Контролировать растительный изопрен вряд ли возможно, зато, как пишет портал Science, мы вполне можем регулировать уровень оксидов азота, не позволяя накапливаться озону в городском воздухе.
