Ozonosfera este stratul atmosferei planetei noastre care blochează cea mai grea parte a spectrului ultraviolet. Unele tipuri de lumină solară au un efect dăunător asupra organismelor vii. Periodic, ozonosfera devine mai subțire, în ea apar goluri de diferite dimensiuni. Razele periculoase pot pătrunde liber prin găurile care au apărut pe suprafața Pământului. Unde este situat stratul de ozon? Ce se poate face pentru a-l salva? Articolul propus este dedicat discutării acestor probleme de geografie și ecologie a Pământului.
Ce este ozonul?
Oxigenul pe Pământ există sub formă de doi compuși gazoși simpli, face parte din apă și dintr-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 (ozonul). Formula pentru această substanță este O3. Moleculele triatomice se formează atunci când există 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.
Ozonul în condiții normale este un gaz albastru cu o aromă ascuțită, specifică. Greutatea moleculară a substanței este 48 (pentru comparație - Mr(aer)=29). Mirosul de ozon amintește de o furtună, deoarece după acest fenomen natural, în aer există mai multe molecule O3. Concentrația crește nu numai acolo unde se află stratul de ozon, ci și aproape de suprafața Pământului. Această substanță activă din punct de vedere chimic este toxică pentru organismele vii, dar se disociază rapid (se descompune). În laborator și industrie au fost create dispozitive speciale - ozonizatoare - pentru trecerea descărcărilor electrice prin aer sau oxigen.
Ce este stratul de ozon?
O3 moleculele au activitate chimică și biologică ridicată. Atașarea celui de-al treilea atom la oxigenul diatomic este însoțită de o creștere a rezervei de energie și de instabilitatea compusului. Ozonul se descompune cu ușurință în oxigen molecular și o particulă activă, care oxidează puternic alte substanțe și ucide microorganismele. Dar, mai des, întrebările legate de compusul mirositor se referă la acumularea acestuia în atmosfera de deasupra Pământului. Ce este stratul de ozon și de ce este dăunătoare distrugerea lui?
Întotdeauna există o anumită cantitate de molecule O3 lângă suprafața planetei noastre, dar concentrația compusului crește odată cu înălțimea. Formarea acestei substanțe are loc în stratosferă datorită radiațiilor ultraviolete ale Soarelui, care transportă o mare cantitate de energie.
Ozonesphere
Existăo regiune a spațiului deasupra Pământului în care există mult mai mult ozon decât la suprafață. Dar, în general, învelișul, format din molecule O3, este subțire și discontinuă. Unde se află stratul de ozon al Pământului sau ozonosfera planetei noastre? Variabilitatea grosimii acestui ecran a derutat în mod repetat cercetătorii.
O anumită cantitate de ozon este întotdeauna prezentă în atmosfera Pământului, existând fluctuații semnificative ale concentrației sale cu înălțimea și de-a lungul anilor. Vom analiza aceste probleme după ce vom afla locația exactă a ecranului de protecție al moleculelor O3.
Unde este stratul de ozon al Pământului?
O creștere vizibilă a conținutului de molecule de ozon începe la o distanță de 10 km și persistă până la 50 km deasupra Pământului. Dar cantitatea de materie care este prezentă în troposferă nu este încă un ecran. Pe măsură ce vă îndepărtați de suprafața pământului, densitatea ozonului crește. Valorile maxime cad pe stratosferă, regiunea acesteia la o altitudine de 20 până la 25 km. Există de 10 ori mai multe molecule O3 aici decât la suprafața Pământului.
Dar de ce este preocuparea oamenilor de știință și a oamenilor de rând pentru grosimea, integritatea stratului de ozon? Un boom asupra stării ecranului de protecție a izbucnit în ultimul secol. Cercetătorii au descoperit că stratul de ozon al atmosferei de deasupra Antarcticii a devenit mai subțire. S-a stabilit cauza principală a fenomenului - disocierea moleculelor O3. Distrugerea are loc ca urmare a efectului combinat al unui număr de factori, liderul dintre aceștia fiind antropic, asociat cu activitățile omenirii.
Găuri de ozon
În ultimii 30-40 de ani, oamenii de știință au observat apariția unor goluri în ecranul de protecție deasupra suprafeței Pământului. Comunitatea științifică a fost alarmată de rapoartele conform cărora stratul de ozon, scutul Pământului, se degradează rapid. Toate mass-media de la mijlocul anilor 1980 au tipărit rapoarte despre o „găură” peste Antarctica. Cercetătorii au observat că acest decalaj în stratul de ozon crește în primăvară. Principalul motiv pentru creșterea daunelor a fost numit substanțe artificiale și sintetice - clorofluorocarburi. Cele mai comune grupe ale acestor compuși sunt freonii sau agenții frigorifici. Sunt cunoscute peste 40 de substanțe aparținând acestui grup. Acestea provin din multe surse, deoarece aplicațiile includ industria alimentară, chimică, parfumurilor și alte industrii.
Compoziția freonilor, pe lângă carbon și hidrogen, include halogeni: fluor, clor, uneori brom. Un număr mare de astfel de substanțe sunt folosite ca agenți frigorifici în frigidere și aparate de aer condiționat. Freonii înșiși sunt stabili, dar la temperaturi ridicate și în prezența agenților chimici activi, intră în reacții de oxidare. Produșii de reacție pot include compuși care sunt toxici pentru organismele vii.
Freoni și ecran cu ozon
Clorfluorocarburile interacționează cu moleculele de O3 și distrug stratul protector de deasupra suprafeței Pământului. La început, subțierea ozonosferei a fost luată ca o fluctuație naturală a grosimii sale, ceea ce se întâmplă tot timpul. Dar, de-a lungul timpului, au fost observate găuri precum „gaura” de deasupra Antarcticiiîn toată emisfera nordică. Numărul de astfel de goluri a crescut de la prima observație, dar sunt mai mici ca dimensiune decât pe continentul înghețat.
Inițial, oamenii de știință s-au îndoit că CFC-urile au cauzat procesul de distrugere a ozonului. Acestea sunt substanțe cu o greutate 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 din atmosferă în timpul unei furtuni, precum și experimentele, au dovedit posibilitatea pătrunderii diferitelor particule cu aer la o înălțime de 10-20 km deasupra Pământului, unde se află limita troposferei și stratosferei.
Varietate de epuizatoare de ozon
Scutul de ozon primește și oxizi de azot care rezultă din arderea combustibilului în motoarele aeronavelor supersonice și ale diferitelor tipuri de nave spațiale. Completați lista de substanțe din care sunt distruse atmosfera, stratul de ozon și emisiile de la vulcanii terestre. Uneori, fluxurile de gaze și praf ating o înălțime de 10-15 kilometri și se răspândesc pe sute de mii de kilometri.
Smogul de peste marile centre industriale și mega-orașe contribuie, de asemenea, la disociarea moleculelor O3 din atmosferă. Motivul creșterii dimensiunii găurilor de ozon este, de asemenea, considerat a fi o creștere a concentrațiilor așa-numitelor gaze cu efect de seră din atmosferă, unde se află stratul de ozon. Astfel, problema de mediu globală a schimbărilor climatice este direct legată de problemele epuizării stratului de ozon. Cert este că gazele cu efect de seră conținsubstanțe care reacționează cu molecule de O3. Ozonul se disociază, atomul de oxigen provoacă oxidarea altor elemente.
Pericol de pierdere a scutului de ozon
Au existat goluri în ozonosferă înainte de zborurile în spațiu, apariția freonilor și a altor poluanți atmosferici? Întrebările de mai sus sunt discutabile, dar o concluzie sugerează de la sine: stratul de ozon al atmosferei trebuie studiat și păstrat de distrugere. Planeta noastră fără un ecran de molecule O3 își pierde protecția împotriva razelor cosmice dure de o anumită lungime absorbite de stratul de substanță activă. Dacă scutul de ozon este subțire sau absent, atunci procesele de bază ale vieții de pe Pământ sunt puse în pericol. Radiația ultravioletă excesivă crește riscul de mutații în celulele organismelor vii.
Protecția stratului de ozon
Lipsa de date privind grosimea ecranului de protecție în ultimele secole și milenii îngreunează prognozele. Ce se întâmplă dacă ozonosfera se prăbușește complet? De câteva decenii, medicii au observat o creștere a numărului de persoane afectate de cancer de piele. Aceasta este una dintre bolile cauzate de radiațiile ultraviolete excesive.
În 1987, mai multe țări au aderat la Protocolul de la Montreal, care prevedea reducerea și interzicerea totală a producției de clorofluorocarburi. Aceasta a fost doar una dintre măsurile care vor ajuta la conservarea stratului de ozon - scutul ultraviolet al Pământului. Dar freonii sunt încă produși de industrie și intră în atmosferă. Cu toate acestea, conformitatea cu MontrealProtocolul a condus la reducerea găurilor de ozon.
Ce poate face toată lumea pentru a salva ozonosfera?
Cercetătorii sugerează că restaurarea completă a ecranului de protecție va mai dura câteva decenii. Asta în cazul în care distrugerea sa intensivă încetează, ceea ce ridică multe îndoieli. Gazele cu efect de seră continuă să pătrundă în atmosferă, sunt lansate rachete și alte nave spațiale, iar flota de avioane din diferite țări crește. Aceasta înseamnă că oamenii de știință nu au dezvoltat încă modalități eficiente de a proteja scutul de ozon împotriva distrugerii.
La nivel de zi cu zi, toată lumea poate contribui. Ozonul va fi mai puțin descompus dacă aerul devine mai curat, conține mai puțin praf, funingine și emisii toxice ale vehiculelor. Pentru a proteja ozonosfera subțire, este necesar să se oprească arderea deșeurilor, să se stabilească eliminarea lor în siguranță peste tot. Transportul ar trebui schimbat la combustibili mai ecologici, iar diferite tipuri de resurse energetice ar trebui economisite peste tot.
