Ozonosfären är ett lager av atmosfären på vår planet som försenar den mest styva delen av det ultravioletta spektrumet. Vissa typer av solljus är skadliga för levande organismer. Periodvis blir ozonosfären tunnare, luckor i olika storlekar visas i den. Farliga strålar kan fritt tränga igenom öppningarna på jordens yta. Var ligger ozonskiktet? Vad kan man göra för att rädda det? Den föreslagna artikeln ägnas åt diskussionen om dessa problem med jordens geografi och ekologi.
Vad är ozon?
Syre på jorden existerar i form av två enkla gasformiga föreningar, är en del av vatten och ett mycket stort antal andra vanliga oorganiska och organiska ämnen (silikater, karbonater, sulfater, proteiner, kolhydrater, fetter). En av de mer välkända allotropiska modifieringarna av elementet är det enkla ämnet syre, dess formel är O 2. Den andra modifieringen av atomer är O (ozon). Formeln för detta ämne är O 3. Triatomiska molekyler bildas med ett överskott av energi, till exempel som ett resultat av blixtnedslag i naturen. Därefter kommer vi att ta reda på vad ozonskiktet på jorden är, varför dess tjocklek ständigt förändras.
Under normala förhållanden är ozon en blå gas med en skarp, specifik arom. Ämnets molekylvikt är 48 (för jämförelse Mr (luft) = 29). Lukten av ozon påminner om åska, för efter detta naturliga fenomen av O 3- molekyler i luften blir större. Koncentrationen ökar inte bara där ozonskiktet är utan också nära jordens yta. Denna kemiskt aktiva substans är giftig för levande organismer, men dissocieras snabbt (sönderdelas). Inom laboratoriet och industrin har specialanordningar skapats - ozoniserare - för att leda elektriska urladdningar genom luft eller syre.
Vad är ozonskiktet?
O 3- molekyler har hög kemisk och biologisk aktivitet. Fästningen av den tredje atomen till diatomiskt syre åtföljs av en ökning av föreningens energireserv och instabilitet. Ozon sönderdelas lätt till molekylärt syre och en aktiv partikel, som energiskt oxiderar andra ämnen och dödar mikroorganismer. Men oftare avser frågor relaterade till den luktande föreningen dess ansamling i atmosfären ovanför jorden. Vad är ozonskiktet och varför är dess förstörelse skadligt?
Direkt vid ytan på vår planet finns det alltid ett visst antal O 3- molekyler, men koncentrationen av föreningen ökar med höjden. Bildningen av detta ämne sker i stratosfären på grund av solens ultravioletta strålning, som har en stor energitillförsel.
OZONSKIKT
Det finns ett rymdområde ovanför jorden där ozon är mycket större än nära ytan. Men i allmänhet är skalet som består av O 3- molekyler tunt och diskontinuerligt. Var är jordens ozonskikt eller vår planet ozonosfär? Oförenlighet i tjockleken på denna skärm har forskare upprepade gånger.
En viss mängd ozon finns alltid i jordens atmosfär; betydande fluktuationer i dess koncentration observeras med höjd och med åren. Vi kommer att hantera dessa problem när vi har hittat den exakta platsen för den skyddande skölden av O 3- molekyler.
Var är jordens ozonskikt?
En märkbar ökning av innehållet i ozonmolekyler börjar på ett avstånd av 10 km och förblir upp till 50 km över jorden. Men mängden materia som finns i troposfären är ännu inte en skärm. När du rör dig bort från jordens yta ökar ozon densiteten. De maximala värdena faller på stratosfären, dess område på en höjd av 20 till 25 km. Här finns O 3- molekyler tio gånger mer än på jorden.
Men varför orsakar ozonskiktets tjocklek, integritet oro för forskare och vanliga människor? Boomen över skyddssköldens tillstånd utbröt under förra seklet. Forskare har funnit att ozonskiktet i atmosfären ovanför Antarktis har blivit tunnare. Huvudorsaken till fenomenet fastställdes - dissociation av O 3- molekyler. Förstörelsen inträffar som ett resultat av ett kombinerat inflytande av ett antal faktorer, det ledande bland dem är antropogent, associerat med mänsklighetens aktiviteter.
Ozonhål
Under de senaste 30–40 åren har forskare noterat utseendet på luckor i skyddsskölden ovanför jordens yta. Det vetenskapliga samhället var oroat över rapporter om att ozonskiktet - jordens sköld - är aktivt nedbrytande. Alla medier i mitten av 1980-talet publicerade rapporter om ett "hål" över Antarktis. Forskare märkte att detta gap i ozonskiktet ökar under våren. Den främsta orsaken till tillväxt av skador kallades konstgjorda och syntetiska ämnen - klorfluorkolväten. De vanligaste grupperna av dessa föreningar är freoner eller chladogener. Mer än 40 ämnen som tillhör denna grupp är kända. De kommer från många källor eftersom applikationerna inkluderar livsmedel, kemikalier, parfymeri och andra industrier.
Förutom kol och väte innehåller freoner sammansättning halogener: fluor, klor, ibland brom. Ett stort antal sådana ämnen används som kylmedel i kylskåp, luftkonditioneringsapparater. Freonerna är själva stabila, men vid höga temperaturer och i närvaro av aktiva kemiska ämnen ingår oxidationsreaktioner. Bland reaktionsprodukterna kan vara föreningar som är giftiga för levande organismer.
Freoner och ozonskärmen
Klorfluorkolväten interagerar med O3-molekyler och förstör det skyddande skiktet ovanför jordens yta. Till en början togs tunnningen av ozonosfären som en naturlig fluktuation av dess tjocklek, vilket händer konstant. Men med tiden sågs hål som ett "hål" ovanför Antarktis hela norra halvklotet. Antalet sådana luckor har ökat sedan den första observationen, men de är mindre i storlek än över iskontinenten.
Ursprungligen tvivlade forskare på att det var freoner som orsakade förstörelsen av ozon. Det här är ämnen med stor molekylvikt. Hur kan de nå stratosfären, där ozonskiktet är, om det är mycket tyngre än syre, kväve och koldioxid? Observationer av stigande flöden i atmosfären under åskväder, liksom experiment som genomförts, visade möjligheten för penetrering av olika partiklar med luft till en höjd av 10–20 km över jorden, där gränsen till troposfären och stratosfären ligger.
Ozonförstörare
Kväveoxider till följd av förbränning av bränsle i motorerna i supersoniska flygplan och olika typer av rymdskepp kommer också in i ozonskärningszonen. De kompletterar listan över ämnen från vilka atmosfären, ozonskiktet och utsläppen från land vulkaner förstörs. Ibland når gas- och dammflöden en höjd på 10-15 kilometer och sprider hundratusentals kilometer.
Smog över stora industriella centra och megaciteter bidrar också till dissociationen av O 3- molekyler i atmosfären. Anledningen till ökningen av storleken på ozonhål anses också vara en ökning av koncentrationen av så kallade växthusgaser i atmosfären där ozonskiktet är beläget. Således är den globala miljöfrågan om klimatförändringar direkt relaterad till frågor om ozonnedbrytning. Faktum är att växthusgaser innehåller ämnen som reagerar med O 3- molekyler. Ozon dissocierar, syreatom orsakar oxidation av andra element.
Faran för att förlora ozonskölden
Fanns det luckor i ozonosfären innan du flyger ut i rymden, utseendet på freoner och andra föroreningar i atmosfären? De listade frågorna kan diskuteras, men en slutsats är uppenbar: Ozonskiktet i atmosfären måste studeras och bevaras från förstörelse. Vår planet utan en skärm av O 3- molekyler förlorar sitt skydd från hårda kosmiska strålar med en viss längd som absorberas av ett lager aktiv substans. Om ozonskärmen är tunn eller frånvarande, är de grundläggande livsprocesserna på jorden i fara. Överdriven ultraviolett strålning ökar risken för mutationer i cellerna i levande organismer.
Ozonskydd
Bristen på data om skyddssköldens tjocklek under tidigare århundraden och årtusenden gör prognoserna svåra. Vad händer om ozonosfären kollapsar helt? Under flera decennier har läkare noterat en ökning av antalet människor som drabbats av hudcancer. Detta är en av de sjukdomar som orsakar överdriven ultraviolett strålning.
1987 anslöt sig flera länder till Montrealprotokollet, som föreskrev en minskning och ett fullständigt förbud mot produktion av klorfluorkolväten. Detta var bara ett av åtgärderna som skulle hjälpa till att bevara ozonskiktet - jordens ultravioletta sköld. Men freoner produceras fortfarande av industrin och kommer in i atmosfären. Efterlevnaden av Montreal-protokollet har dock lett till en minskning av ozonhålen.
