Ozonosfera este un strat al atmosferei planetei noastre care întârzie cea mai rigidă parte a spectrului ultraviolet. Unele tipuri de lumină solară sunt dăunătoare organismelor vii. Periodic, ozonosfera devine mai subțire, în ea apar lacune de diferite dimensiuni. Razele periculoase pot pătrunde liber prin deschiderile de pe suprafața Pământului. Unde se află stratul de ozon? Ce se poate face pentru a-l salva? Articolul propus este dedicat discuției acestor probleme de geografie și ecologie a Pământului.
Ce este ozonul?
Oxigenul pe Pământ există sub forma a doi compuși gazoși simpli, este o parte a apei și un număr foarte mare de alte substanțe anorganice și organice comune (silicați, carbonați, sulfați, proteine, carbohidrați, grăsimi). Una dintre cele mai cunoscute modificări alotrope ale elementului este substanța simplă oxigen, formula sa este O2. A doua modificare a atomilor este O (ozon). Formula acestei substanțe este O3. Moleculele triatomice sunt formate cu un exces de energie, de exemplu, ca urmare a descărcărilor de fulgere în natură. În continuare, vom afla care este stratul de ozon al Pământului, de ce grosimea acestuia se schimbă constant.
În condiții normale, ozonul este un gaz albastru cu o aromă ascuțită, specifică. Greutatea moleculară a substanței este de 48 (pentru comparație, domn (aer) = 29). Mirosul de ozon amintește de o furtună, deoarece după acest fenomen natural al moleculelor de O 3 în aer devine mai mare. Concentrația crește nu numai acolo unde este stratul de ozon, ci și aproape de suprafața Pământului. Această substanță activă chimic este toxică pentru organismele vii, dar se disociază rapid (se descompune). În laborator și industrie au fost create dispozitive speciale - ozonizante - pentru trecerea descărcărilor electrice prin aer sau oxigen.
Care este stratul de ozon?
Moleculele O 3 au activitate chimică și biologică ridicată. Atasarea celui de-al treilea atom de oxigen diatomic este însoțită de o creștere a rezervei de energie și a instabilității compusului. Ozonul se descompune ușor în oxigen molecular și o particulă activă, care oxidează energic alte substanțe și ucide microorganismele. Dar mai des, problemele legate de compusul mirositor se referă la acumularea sa în atmosferă de deasupra Pământului. Care este stratul de ozon și de ce este dăunătoare distrugerea acestuia?
Direct la suprafața planetei noastre există întotdeauna un anumit număr de molecule O 3, dar concentrația compusului crește odată cu înălțimea. Formarea acestei substanțe are loc în stratosferă datorită radiației ultraviolete a soarelui, care transportă o mare sursă de energie.
ozonosferei
Există o zonă de spațiu deasupra Pământului, unde ozonul este mult mai mare decât aproape de suprafață. Dar, în general, învelișul format din molecule de O 3 este subțire și discontinuu. Unde este stratul de ozon al Pământului sau ozonosfera planetei noastre? Incoerența în grosimea acestui ecran a confundat în mod repetat cercetătorii.
O anumită cantitate de ozon este întotdeauna prezentă în atmosfera Pământului; fluctuații semnificative ale concentrației sale sunt observate cu înălțimea și peste ani. Vom face față acestor probleme după ce vom afla locația exactă a scutului de protecție din molecule O 3.
Unde este stratul de ozon al Pământului?
O creștere vizibilă a conținutului de molecule de ozon începe la o distanță de 10 km și rămâne până la 50 km deasupra Pământului. Dar cantitatea de materie care se află în troposferă nu este încă un ecran. Pe măsură ce vă îndepărtați de suprafața pământului, densitatea de ozon crește. Valorile maxime se încadrează pe stratosferă, aria ei la o altitudine de 20 - 25 km. Aici, moleculele O 3 sunt conținute de 10 ori mai mult decât la suprafața Pământului.
Dar de ce grosimea, integritatea stratului de ozon provoacă îngrijorare oamenilor de știință și oamenilor obișnuiți? Boomul asupra stării scutului de protecție a izbucnit în secolul trecut. Cercetătorii au descoperit că stratul de ozon din atmosferă de deasupra Antarcticii a devenit mai subțire. Cauza principală a fenomenului a fost stabilită - disocierea moleculelor O 3. Distrugerea are loc ca urmare a influenței combinate a mai multor factori, liderul dintre ei fiind considerat antropic, asociat cu activitățile omenirii.
Găuri de ozon
În ultimii 30–40 de ani, oamenii de știință au observat apariția unor lacune în scutul de protecție de deasupra suprafeței Pământului. Comunitatea științifică a fost alarmată de rapoartele că stratul de ozon - scutul Pământului - se degradează activ. Toți mass-media de la mijlocul anilor’80 au publicat rapoarte despre o „gaură” peste Antarctica. Cercetătorii au observat că acest decalaj în stratul de ozon crește în primăvară. Motivul principal pentru creșterea daunelor a fost numit substanțe artificiale și sintetice - clorofluorocarburi. Cele mai frecvente grupe ale acestor compuși sunt freonii sau cladogenii. Sunt cunoscute peste 40 de substanțe aparținând acestui grup. Ele provin din multe surse, deoarece aplicațiile includ alimente, produse chimice, parfumerie și alte industrii.
Compoziția freonilor, pe lângă carbon și hidrogen, include halogeni: fluor, clor, uneori brom. Un număr mare de astfel de substanțe sunt utilizate ca agenți frigorifici în frigidere, aparate de aer condiționat. Freonii înșiși sunt stabili, dar la temperaturi ridicate și în prezența agenților chimici activi intră în reacții de oxidare. Printre produsele de reacție pot fi compuși toxici pentru organismele vii.
Freoni și ecranul de ozon
Clorofluorocarburile interacționează cu moleculele O3 și distrug stratul protector de deasupra suprafeței Pământului. La început, subțierea ozonosferei a fost luată ca o fluctuație naturală a grosimii sale, care se întâmplă constant. Dar de-a lungul timpului, în toată emisfera nordică au fost văzute găuri ca o „gaură” deasupra Antarcticii. Numărul de astfel de lacune a crescut de la prima observație, dar au dimensiuni mai mici decât pe continentul de gheață.
Inițial, oamenii de știință se îndoiau că este vorba despre freoni care au provocat distrugerea ozonului. Acestea sunt substanțe cu o masă moleculară mare. Cum pot ajunge în stratosferă, unde se află stratul de ozon, dacă este mult mai greu decât oxigenul, azotul și dioxidul de carbon? Observațiile fluxurilor ascendente în atmosferă în timpul furtunii, precum și experimentele efectuate au dovedit posibilitatea pătrunderii diverselor particule cu aer la o înălțime de 10-20 km deasupra Pământului, unde se află limita troposferei și a stratosferei.
Varietatea distrugătorilor de ozon
Oxizii de azot rezultați din arderea combustibilului în motoarele aeronavelor supersonice și diferite tipuri de nave spațiale intră, de asemenea, în zona ecranului de ozon. Ele completează lista substanțelor din care sunt distruse atmosfera, stratul de ozon și emisiile vulcanilor terestre. Uneori, fluxurile de gaz și praf ating o înălțime de 10-15 kilometri și se întind sute de mii de kilometri.
Smogul asupra marilor centre industriale și a megacităților contribuie, de asemenea, la disocierea moleculelor de O 3 în atmosferă. Motivul pentru creșterea dimensiunii găurilor de ozon este, de asemenea, considerat a fi o creștere a concentrației așa-numitelor gaze cu efect de seră în atmosferă în care se află stratul de ozon. Astfel, problema globală de mediu a schimbărilor climatice este direct legată de întrebările legate de epuizarea ozonului. Cert este că gazele cu efect de seră conțin substanțe care reacționează cu molecule de O 3. Ozonul se disociază, atomul de oxigen provoacă oxidarea altor elemente.
Pericolul pierderii scutului de ozon
Au existat goluri în ozonosferă înainte de a zbura în spațiu, apariția freonilor și a altor poluanți atmosferici? Problemele enumerate sunt discutabile, dar o concluzie este evidentă: stratul de ozon din atmosferă trebuie studiat și păstrat de la distrugere. Planeta noastră fără ecran de molecule O 3 își pierde protecția împotriva razelor cosmice dure de o anumită lungime absorbită de un strat de substanță activă. Dacă ecranul de ozon este subțire sau absent, atunci procesele de viață de bază pe Pământ sunt în pericol. Radiația ultravioletă excesivă crește riscul de mutații în celulele organismelor vii.
Protecția stratului de ozon
Lipsa de date privind grosimea scutului de protecție din secolele și mileniile trecute îngreunează prognozele. Ce se întâmplă dacă ozonosfera se prăbușește complet? De câteva decenii, medicii au remarcat o creștere a numărului de persoane afectate de cancer de piele. Aceasta este una dintre bolile care provoacă radiații ultraviolete excesive.
În 1987, mai multe țări au aderat la Protocolul de la Montreal, care prevedea o reducere și o interdicție completă a producției de clorofluorocarburi. Aceasta a fost doar una dintre măsurile care vor ajuta la păstrarea stratului de ozon - scutul ultraviolet al Pământului. Dar freoanele sunt încă produse de industrie și intră în atmosferă. Cu toate acestea, respectarea Protocolului de la Montreal a dus la reducerea găurilor de ozon.
