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第 章

オゾン層ってなんだろう?

れきし

オゾン層は、長い地球の歴 史の中でゆっくり時間をかけてつくられた地球のきゅうそく

こわバリアです。それが今、急速に壊されています。どうしてでしょう。
はやくわり

ここでは、オゾン層が果たす役割と壊げんいんれていく原因を学んでいきましょう。

第1章 オゾン層ってなんだろう？

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地球にオゾン層ができた！

約46億年前微惑星の衝突合体の中から地球の原形が生まれる。

約40億年前微惑星の衝突で地球の地表はマグマの海となる。
水蒸気大気が雲となり、いつ果てるともない嵐が地球を冷やしていく。

原始太陽系のガスび
しょうの中で微惑星が衝
とつ突をくり返す。

約35億年前し がいせん海が生まれる。水の惑星の出現。強い紫外線が降り注ぐが、海中では光合成が始まり、生物誕生。
約25億年前から6億年前
海中では生物は満ちあふれ、光合成で作られた酸素が少しずつ大気にオゾンを作り出す。
オゾン層が地球をおおうようになると、生物は陸上へ世界を広げ始める。
オゾン層に守られ、生物は次々と種類や数を増やしていく。

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

わくせい

おくたんじょう

私たちが住んでいる惑星「地球」は、今から約46億年前に誕生したといわれています。
そのころは、水も空気もなく、もちろん生物もすんでいませんでした。それから、海がでこうごうせいさ ん そき、生命が誕生し、海の中の植物が光合成をして酸素を出し、その酸素が大気中の高いところでオゾンとなって、オゾン層が作られました。オゾン層ができると、今まで海の中にいた生物が陸上に上がることができるようになりました。

へ

このように長い時間をかけてさまざまな気候の変化や生命の進化を経て、今のようにたすがた

くさんの動物や植物がすむ現在の地球の姿ができました。

現在約700万年前
人類登場。

約6500万年前
恐竜が滅び、代わってほ乳ばくはつてき類が爆発的に増えていく。
約2億1000万年前
ほ乳類登場
約1億8000万年前
恐竜が地球を支配するようになる。

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

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地球にすむいろいろな生物

地球にはさまざまな種類の生物がいます。それらのきょうそう

生物は、助け合ったり、競争したり、食べたり、食べたがられたり、互いに関係しあってくらしています。このたようせいようにいろいろな生物がいることを生物多様性といい、せいたいけいその集まりである生態系は地球の自然そのものです。
しゅくる

生態系のひとつの種でも欠ければバランスが狂い、それまでとはちがう自然の姿になってしまいます。
らんかく

数
いろいろな生物種が、人間の乱獲や開発のために、ぜつめつそうはかいが減ったり絶滅しています。ここにオゾン層破壊や地おん だん か

球温暖化が追いうちをかけているのです。

8

自然の主体となっている生物を守ることが大切なんだよ。そこで、1992年には「生物多様性条約」が結ばれ、生物種の保存や生息地の保全について国際的な取り組みが行われている。
でも、残念ながら種の絶滅はそれ以上にすすんでいるんだ。

第1章 オゾン層ってなんだろう？

紫外線と生物今から20億年以上も前のことです。そのころ地球の生物は海の中だけにすんでいました。大しがいせん

気中には酸素がなく、オゾン層がまだできていない地球では、降りそそぐ紫外線がいまよりずっと強かったためです。
さいぼう

い で ん しきず

なたんじゅん

紫外線は、細胞の中の遺伝子を傷つけます。少ない細胞から成る単純な生物は、遺伝子が傷つくと死んでしまいます。そのため、5億年ほど前にオゾン層ができて地上に降り注ぐ紫外線
りくじょうが弱まるまで、生物は陸上にすむことができませんでした。
ふくざつひょうめん

人間のようにたくさんの細胞から成る複雑な生物は、紫外線でからだの表面の細胞の遺伝子が傷ついても、それをなおす力を持っているので、すぐに死んだりすることはありません。（人間への紫外線の影響は15ページをみてください）9

第1章 オゾン層ってなんだろう？

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オゾン層の役割
し がい せん

地球には太陽からいろいろな光がとどいています。紫外線もその光の一つですが、目ではちょう見ることはできません。紫外線は強いエネルギーをもっています。その強さは波長の長さに関係し、エネルギーの弱いほう（波長の長いほう）からA波、B波、C波と区別されていゆうがい

えい きょうさっきん（殺菌なます。特に紫外線B波とC波は有害で、地球上の生物に何らかの影響を与えます。
せいしつ）
どに使われることがありますが、これは紫外線の性質を利用したものです。
せいそうけん

太陽から降り注ぐ紫外線B波とC波
オゾン層は地上から約10 ～ 50kmの成層圏にあって、ふせを防いでくれているのです。ところが、フロンによってオゾン層が破壊され、うすくなったところから地上にとどく紫外線B波の量が増えてきました。
オゾン層を地上付近（約1気圧）までおろしてくることができたら、厚さは約3mmにしかなりません。

3mm
3mm
こんなに薄い層が私たち地上の生き物を守ってくれているのです。

(km)

80

中間圏
UV-A

50

UV-B

UV-C

オゾン層

成層圏10対流圏
0「紫外線」は英語で「Ultraviolet rays（ウルトラバイオレット・レイズ）」とよびます。略して「UV（ユーブイ）」です。波長の長さによって、長いほうから「UV-A」「UV-B」「UV-C」とよばれることもあります。

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

オゾンの生成と分解のサイクル
こうせい

オゾンは酸素原子が3つで構

O2 → O + O成されています。
右の反応をくり返し、20億年さいげつ以上の歳月をかけて地球上のオゾン量は徐々に増えてきました。
今も、上空では、このオゾンのせいせい
ぶんかい生成と分解が常にくり返されて酸素分子：O2います。このサイクルが、バランス良く行われている間は、オゾン層は保たれています。

O + O2 → O3

強い紫外線によって分解される。
安定した状態。

オゾン分子：O3

1つの酸素原子「O」と酸素分子「O2」が結びついてオゾン分子「O3」になる。

「オゾン」と「オゾン層」
オゾンは身の回りにあればしげきしゅう

刺激臭があり、人間にとって有害な物質ですが、一方オゾン層は成これが集まってオゾン層になる。でも不安定なので、やがて分解して酸素分子に戻る。

いっていりょう層圏でオゾンが一定量に保たれて地球の誕生から現在までをいるもので、有害紫外線を防いだ

12時間とすると、オゾン層がつくられるのに5時間半近くり、気候の安定に役立っています。

かかったことになる。これだ
け長い時間をかけてつくられたオゾン層が、今たった0.001秒でこわされてしまったんだ。
これからその「一瞬の出来事」を詳しく見ていくよ。

11時59分59.999秒

フロン発明
オゾン層破壊が始まる

0時00分
地球誕生
（約46億年前）

11時58分50秒

人類誕生（約700万年前）

5時13分
オゾンが作られ始める（約25億年前）

10時41分30秒

オゾン層完成（約5億年前）地球の歴史時計
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第1章 オゾン層ってなんだろう？

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オゾン層はどれくらいこわれているの？
なんきょく

ほっきょく

下の図は南極と北極上空のオゾン量を測定したデータです。オゾン量はm atm-cm（ミた ん いリアトムセンチメートル）という単位で表し、220m atm-cmより少ない部分がオゾンホールと呼ばれています。

1982年から発生したオゾンホールはどんどん拡大し、1990年代半ばには南極大陸のほじょうたいぼ2倍（日本の約80倍）に達し、現在もその状態が続いています。
じょうくう

お ん ど

ふそそ

南極上空の成層圏では、冬に温度がとても低くなります。そして春先に紫外線が降り注
え ん そ

ぐと、フロンが分解してできた塩素がオゾンを急速に壊していきます。

南極上空のオゾン層

1979年10月平均値

1989年10月平均値

1999年10月平均値

灰色の部分がオゾンホールです。上の図の左から右へオゾンホールが年々大きくなっているのがわかります。
右の図は、2011年11月の様子です。21世紀に入っても、オゾンホールは回復していません。

北極上空のオゾン層

2011年11月
NASAの衛星観測データを元に作成 気象庁

左の図を見ると、2011年には2010年よりオレンジ色の部分が減って、中心に青色の部分が増えてきたのがわかります。つまり、私たちの住2010年
3月19日

12

2011年
3月19日

む北半球でもオゾンの量が少なくなっているのです。

第1章 オゾン層ってなんだろう？

オゾン層破壊のメカニズム
せいせい

ぶんかい

つね

たも

オゾン層では、オゾンの生成と分解が常に行われてバランスが保たれているのですが、そこにオゾンを壊す物質が入ると、バランスがくずれ、オゾン層破壊へとつながっていきま
しゅうか

しゅうそ

す。オゾン層を破壊するのは、フロン、臭化メチル、ハロンなどといった塩素や臭素を含む化学物質です。

フロンによるオゾン破壊❶地上で放出されたフロンは、分解されずに成層圏にのぼっていきます。
50km

O2

O3

O3
紫外線

O3
❸オゾンを分解❷塩素を出す❸塩素が次々にオゾンを分解していきます。1つの塩素が約10万個のオゾンを破壊する威力があります。

ClOCl

成 層 圏

ClClClO

Cl + O3 → O2 + ClO
O3フロン

O3O3

ClO + O → Cl + O2
O + O → O2
オゾンをこわす塩素をもっているぞ。

O2フロン❷太陽からの紫外線を受けて、フロンが分解して、塩素（Cl）を出します。

O2

塩素

どんどんオゾンをこわすよ。
フッ素

炭素10kmフロン

塩素（Cl）

空の上で集まってオゾン層になるんだ。

オゾンがこわれて、ぼくたちにもどっちゃうんだよ。

オゾン（O3）酸素（O2）❶放出されたフロン

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

南極上空のオゾン層は全滅！
ぶんあつ「オゾン分圧」とは、そこにあるオゾンの量のことです。オゾ気圧（hPa）

高度（km）

5ン層が壊れる前（黒線）は、高度15 ～ 20kmに た く さ ん の オゾンがありました。2009年（赤線）にはその部分のオゾンはゼ

昭和基地

30102520

ぜんめつロ、つまり全滅してしまっています。
南極では1990年代からこのような状態が続いており、回復は今世紀後半になるといわれて20501510010200います。

52009 年 10 月 4 日
オゾンホール発生以前の 10 月の平均値
0101520500
1000

05オゾン分圧（mPa）

オゾンホールの面積の変化
めんせき

グラフの青の線が南極大陸の面積。1979年にはほとんどなかったオゾンホールが、毎年大きくなり、1985年、ついに南極大陸の面積を超えました。また、この年にイギリスのはっぴょう

ファーマンらが、はじめてオゾンホールを発見したことを発表しました。
3000

面積（万 ）

km2

1.5

2000
1500

1.0

1000
0.5

500
0141980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

0

南極大陸との面積比（倍）

2.0

2500

（出典気象庁）

第1章 オゾン層ってなんだろう？

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オゾン層破壊の影響
ゆう がい し がい せん

オゾン層が1％こわれると有害紫外線が2％増加するといわれています。太陽からの有害どうしょくぶつ

あく えい きょう

げんしょう

たい き

紫外線は人間や動植物にさまざまな悪影響があります。また、オゾンの減少によって大気
き こう

さいがい

か のう せいの環境が変化し、地球規模で気候に影響を与え、大きな災害を引き起こしてしまう可能性もあります。

ヒトへの影響ひぞうか

皮フがんの増加

はくないしょうめんえきりょく

白内障の増加ていか

免疫力の低下

こうかがく

光化学スモッグ

オゾン層破壊による有害紫外線の増加は、ヒトのからだの細胞に傷をつけ、目の病気や皮フの病気を引き起こすほか、免疫力を低下させます。また、紫外線が地上に降り注ぎ、地上付近の酸素が反応し、たいりゅうけん対 流圏オゾンが増えて光化学スモッグの原因にもなります。
「有害紫外線とのつき合い方」については40ページを見てください。

動植物や物質への影響

かいようせいぶつ

海洋生物への影響

動植物の成長をさまたげる

れっか

物質の劣化

びせいぶつ

微生物は有害紫外線の影響を受けやすく、プランクトンやさまざまな動植物の成長がさまたげられま
ぎょかくりょうのうさくぶつひがいしょくりょうす。そのため、漁獲量の減少や、農作物への被害など、私たちの食糧にも大きな影響が出てきます。有害紫外線によって、プラスチックなどは劣化しやすくなります。窓ぎわや屋外に置いてあるものなど、色があせたりするのも紫外線の影響です。

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

オゾン層破壊と海の生き物
せいそく「ナンキョクオキアミ」は、南極大陸沿岸の冷たい海に生息する小さなエビのような形をした生物です。クジラやペンギンのえさとして重要で、巨大なシロナガスクジラのえさの９割をしめています。ところが、このナンキョクオキアミが年々減っているのです。
すいさんちょう

ちょうさせん

かいようまる

い へ ん

け っ か

水産庁の調査船「開洋丸」は、この異変の理由を調べています。その結果、ナンキョク
へ ん かオキアミのえさとなっているプランクトンが変化していることがわかってきました。これは、オゾン層破壊で有害紫外線が増えたためと考えられています。
プランクトンのなかには、紫外線の影響を受けやすいものと受けにくいものがある。オゾン層破壊により紫外線が強まると、影響を受けやすいものが減って、海の生態系が変わってしまうのだよ。

食物連鎖
しぜんかい

いのち

自然界では、ある生物が別の生物のえさとなって食べられることによって、命がめぐっていくのです。
ペンギン
オキアミ類
さかな

ヒョウアザラシ
プランクトン類

シロナガスクジラ

さかなやクジラが死ぬとプランクトンの養分となる

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

紫外線とカエルの実験
たまご

い へ ん

日本でも、カエルの卵の異変に気がついたひとりの青年がいます。1993年、日本でうつき こういち

初めて専門のフロン回収業をはじめた宇津木浩一さんです。宇津木さんは、自宅近くの池でカエルの卵を見つけたとき、黒いはずの卵の中心部が白く変わっていることに気がつきました。その原因が紫外線ではないかと考えた宇津木さんは、カエルの卵に紫外線をあてる実験をおこないました。
宇津木さんが行った実験の様子

写真提供：宇津木浩一氏［水槽①］
紫 外 線15 ％ カ ッ ト のフィルムでおおう［水槽②］

卵200個を入れる

僕たち元気いっぱいだよ！！

宇津木さんの実験から、カエルの卵が紫外線に弱いことがよくわかる。カエルは、オゾン層破壊で紫外線が増えると被害を受けやすい生物というわけだな。

卵200個を入れる……2週間後ヨタヨタ〜もうだめだ

生まれたオタマジャクシ
197匹（98.5％）
元気いっぱい！

生まれたオタマジャクシ
149匹（74.5％）
元気なし

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

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地球温暖化も大変だ!

北極の氷が溶けるとこおり

北極の海は、一年中溶けない氷でおおわれています。ところが、最近はその氷が年々溶かんそくけており、2012年夏には、その面積が観測史上一番小さくなりました。1980年代の平均的な面積との比較では、半分以下になりました。その原因には、北半球の気温が高くなっているために、氷全体が年々薄くなってきていることがあげられます。
〈北極の氷のようす〉
夏の氷が最も溶けた時の北極の様子です。10 年で氷がとても小さくなっていることがわかります。

10年後

2002年9月20日

2012年9月20日
出典）宇宙航空研究開発機構

北極海の氷がなくなり、シロクマが絶滅の危機
北極で暮らすホッキョクグマ（シロクマ）は、アザラシをエサとしています。アザラシは水中での泳ぎが得意ですが、にぶ氷の上では動きが鈍く、シロクマにとらえられます。しかし、氷が小さくなることで、シロクマの狩り場がなくなり、多くうのシロクマが餓えて死んでしまっています。このままでは自然界ではシロクマが絶滅すると言われています。

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

世界中で異常な気象が起きている
きぼ

かつて記録されなかった規模の大きな気候の変化が、世界で相次いで起きています。
台風
しゅうちゅうごうう

こうずい

かん

ね っ ぱ

きょく

やハリケーン・サイクロンの大型化、集中豪雨や大規模な洪水、干ばつや熱波といった極
たん

き しょう

た は つさいがい

たつまき

端な気象が毎年多発し、日本でも台風や集中豪雨で大きな災害がおきています。また竜巻も増えています。このような異常気象が農業や漁業をはじめ産業全般に及ぼす影響はとてしんこくも大きく、深刻です。
米国 6月頃から著しい高温と少雨。穀物の作柄が急速に悪化、穀物の先物価格が急騰した。南部では45℃、首都ワシントンでも40℃

中国 7月下旬北京で豪雨、1951年の観測開始以降最多雨量記録

英 国 6 ～ 7月 上旬を中心に記録的な多雨と低温

ロシア 7月、南部で洪水170人以上死亡

北朝鮮 6 ～ 7
月、豪雨や水害約170人が死亡

2012年におきたこと

ブラジル 5月、地元当局がアマゾン川の支流の水位が1902年の観測開始以来、最高記録と発表

ヨーロッパ

1 ～ 2月に大寒波

インド 6 ～ 7月、北東部で大規模な洪水発生、80人以上死亡

2013年におきたこと
10月 日本11月 フィリピン
12月

欧州
エジプト

巨大台風が連続襲来し、伊豆大島では大規模な土砂崩れ。京都嵐山ほか各地で大洪水。
大型台風が直撃。被害者１万人規模。
大規模な洪水。
カイロで100年ぶりといわれる降雪。

日本 7月・九州北部豪雨、9月・大型台風襲来

温暖化による海水温の上昇が、台風の強大化を招き、世界各地に大きな被害をもたらすのだよ。

2014年におきたこと
オーストラリア 昨年に引き続き、熱波。
カリフォルニアで史上最悪の大干ばつが起こり、米国緊急非常事態発令。
1月
大寒波。マイナス40℃以下の地域が観測されるな
北米
ど、北極並みの寒さ。

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第1章 オゾン層ってなんだろう？

地球温暖化の原因は人間の活動
地球温暖化は、人間が、石てんねん

油や石炭、天 然 ガ ス を 燃 やして、温室効果ガ ス で あ るに さ ん か た ん そ二酸化炭素をたくさん大気中に出していることが主な原因です。また人工的につくった
ほうしゅつフロンの大気放出も温暖化をすすめる大きな原因となっています。
そして、この100年で温室効果ガスはどんどん増えています。
IPCC第5次報告より

この地球で生きていくためにじょうしょう

このまま温暖化が進むと、2100年までに地球の平均気温は5℃くらい、現在より上昇すると言われています。地球の平均気温は1℃上昇するだけで小さな生き物を土台にしていじんるいる生態系がこわれ、多くの生物が生きていけなくなります。人類も、2℃の上昇で深刻なみ ま ん被害を受けると言われています。なんとか2℃未満の上昇に抑えるために、温暖化の原因になっている二酸化炭素やフロンの放出を止めなければなりません。
℃

5.0
4.8
4.0

2100年に最大で4.8℃上昇

3.0

2℃目標

2.0
1.00-1.0
700

20800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100
年

IPCC第4次及び第5次報告書などより作成