Var är ozonskiktet? Vad är ozonskiktet och varför är dess förstörelse skadligt?

2024 Författare: Henry Conors | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-12 13:01

Ozonosfären är det lager av vår planets atmosfär som blockerar den hårdaste delen av det ultravioletta spektrumet. Vissa typer av solljus har en skadlig effekt på levande organismer. Periodvis blir ozonosfären tunnare, luckor av olika storlekar uppstår i den. Farliga strålar kan fritt tränga igenom hålen som har dykt upp på jordens yta. Var finns 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 finns 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 allotropa modifieringarna av grundämnet är det enkla ämnet syre, dess formel är O₂. Den andra modifieringen av atomer är O (ozon). Formeln för detta ämne är O_{3. Triatomära molekyler bildas när det finns ett överskott av energi, till exempel som ett resultat av blixtarladdningar i naturen. Därefter kommer vi att ta reda på vad jordens ozonskikt är, varför dess tjocklek ständigt förändras.}

Ozon under normala förhållanden är en blå gas med en skarp, specifik arom. Ämnets molekylvikt är 48 (för jämförelse - Mr_(luft)=29). Lukten av ozon påminner om ett åskväder, för efter detta naturfenomen finns det fler O_{3 molekyler i luften. Koncentrationen ökar inte bara där ozonskiktet ligger, utan även nära jordens yta. Denna kemiskt aktiva substans är giftig för levande organismer, men dissocierar snabbt (bryts ned). I laboratoriet och industrin har speciella anordningar skapats - ozonisatorer - 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 energireserven och föreningens instabilitet. Ozon bryts lätt ned till molekylärt syre och en aktiv partikel, som kraftigt oxiderar andra ämnen och dödar mikroorganismer. Men oftare gäller frågor relaterade till den luktande föreningen dess ackumulering i atmosfären ovanför jorden. Vad är ozonskiktet och varför är dess förstörelse skadligt?}

Det finns alltid en viss mängd O_{3 molekyler nära ytan på vår planet, men koncentrationen av föreningen ökar med höjden. Bildandet av detta ämne sker i stratosfären på grund av solens ultravioletta strålning, som bär en stor energitillförsel.}

Ozonsphere

Det finnsett område i rymden ovanför jorden där det finns mycket mer ozon än på ytan. Men i allmänhet är skalet, som består av O_{3 molekyler, tunt och diskontinuerligt. Var finns jordens ozonskikt eller ozonosfären på vår planet? Variationen i tjockleken på denna skärm har upprepade gånger förvirrat forskare.}

En viss mängd ozon finns alltid i jordens atmosfär, det finns betydande fluktuationer i dess koncentration med höjden och över åren. Vi kommer att undersöka dessa problem efter att vi har tagit reda på den exakta platsen för den skyddande skärmen för molekyler O_3.

Var finns jordens ozonskikt?

En märkbar ökning av innehållet av ozonmolekyler börjar på ett avstånd av 10 km och kvarstår 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 tätheten av ozon. De maximala värdena faller på stratosfären, dess region på en höjd av 20 till 25 km. Det finns 10 gånger fler O_{3 molekyler här än på jordens yta.}

Men varför är ozonlagrets tjocklek och integritet av intresse för forskare och vanliga människor? En boom över tillståndet för skyddsskärmen utbröt under det senaste århundradet. Forskare har funnit att ozonskiktet i atmosfären över Antarktis har blivit tunnare. Den huvudsakliga orsaken till fenomenet fastställdes - dissociationen av O_{3 molekyler. Förstörelse sker som ett resultat av den kombinerade effekten av ett antal faktorer, den ledande bland dem är antropogen, förknippad med mänsklighetens aktiviteter.}

Ozonhål

Under de senaste 30-40 åren har forskare noterat uppkomsten av luckor i skyddsskärmen ovanför jordens yta. Forskarvärlden har blivit oroad över rapporter om att ozonskiktet, jordens sköld, snabbt försämras. Alla medier i mitten av 1980-talet tryckte rapporter om ett "hål" över Antarktis. Forskarna märkte att detta gap i ozonskiktet ökar på våren. Den främsta orsaken till tillväxten av skador hette konstgjorda och syntetiska ämnen - klorfluorkolväten. De vanligaste grupperna av dessa föreningar är freoner eller köldmedier. Mer än 40 ämnen som tillhör denna grupp är kända. De kommer från många källor eftersom tillämpningar inkluderar livsmedels-, kemi-, parfym- och andra industrier.

Kompositionen av freoner, förutom kol och väte, inkluderar halogener: fluor, klor, ibland brom. Ett stort antal sådana ämnen används som kylmedel i kylskåp och luftkonditioneringsapparater. Freoner själva är stabila, men vid höga temperaturer och i närvaro av aktiva kemiska medel går de in i oxidationsreaktioner. Reaktionsprodukterna kan innefatta föreningar som är giftiga för levande organismer.

Freon- och ozonskärm

Klorfluorkolväten interagerar med O3-molekyler och förstör det skyddande lagret ovanför jordens yta. Till en början togs uttunningen av ozonosfären som en naturlig fluktuation i dess tjocklek, vilket händer hela tiden. Men med tiden märktes hål som "hålet" över Antarktisöver hela norra halvklotet. Antalet sådana luckor har ökat sedan den första observationen, men de är mindre i storlek än över den isiga kontinenten.

Inledningsvis tvivlade forskare på att det var CFC som orsakade ozonförstöringsprocessen. Dessa är ämnen med hög molekylvikt. Hur kan de nå stratosfären, där ozonskiktet ligger, om det är mycket tyngre än syre, kväve och koldioxid? Observationer av uppåtgående flöden i atmosfären under ett åskväder, såväl som experiment, har visat möjligheten av penetrering av olika partiklar med luft till en höjd av 10–20 km över jorden, där gränsen mellan troposfären och stratosfären ligger.

Många ozonnedbrytare

Ozonskölden tar också emot kväveoxider som härrör från förbränning av bränsle i motorerna på överljudsflygplan och olika typer av rymdfarkoster. Komplettera listan över ämnen från vilka atmosfären, ozonskiktet och utsläpp från landvulkaner förstörs. Ibland når strömmarna av gaser och damm en höjd av 10-15 kilometer och sprider sig över hundratusentals kilometer.

Smog över stora industricentra och megastäder bidrar också till dissocieringen av O₃ molekyler i atmosfären. Orsaken till ökningen av ozonhålens storlek anses också vara en ökning av koncentrationerna av så kallade växthusgaser i atmosfären, där ozonskiktet ligger. Således är det globala miljöproblemet med klimatförändringar direkt relaterat till frågorna om ozonnedbrytning. Faktum är att växthusgaser innehållerämnen som reagerar med O_{3 molekyler. Ozon dissocierar, syreatomen får andra grundämnen att oxidera.}

Risk för att förlora ozonskölden

Finns det luckor i ozonosfären före rymdfärder, förekomsten av freoner och andra atmosfäriska föroreningar? Ovanstående frågor kan diskuteras, men en slutsats antyder sig själv: atmosfärens ozonskikt måste studeras och bevaras från förstörelse. Vår planet utan en skärm av molekyler O_{3 förlorar sitt skydd mot hårda kosmiska strålar av en viss längd som absorberas av det aktiva ämnesskiktet. Om ozonskölden är tunn eller saknas, är de grundläggande livsprocesserna på jorden äventyrade. Överdriven ultraviolett strålning ökar risken för mutationer i cellerna hos levande organismer.}

Skydd av ozonskiktet

Avsaknaden av data om skyddsskärmens tjocklek under de senaste århundradena och årtusenden gör prognoser svåra. Vad händer om ozonosfären kollapsar helt? Under flera decennier har läkare noterat en ökning av antalet personer som drabbats av hudcancer. Detta är en av sjukdomarna som orsakas av överdriven ultraviolett strålning.

1987 anslöt sig flera länder till Montrealprotokollet, som föreskrev minskning och totalförbud mot produktion av klorfluorkolväten. Detta var bara en av åtgärderna som kommer att hjälpa till att bevara ozonskiktet - jordens ultravioletta sköld. Men freoner produceras fortfarande av industrin och kommer ut i atmosfären. Men överensstämmelse med MontrealProtokoll ledde till minskningen av ozonhål.

Vad kan alla göra för att rädda ozonosfären?

Forskare föreslår att den fullständiga återställningen av skyddsskärmen kommer att ta flera decennier till. Detta i händelse av att dess intensiva förstörelse upphör, vilket väcker många tvivel. Växthusgaser fortsätter att komma in i atmosfären, raketer och andra rymdfarkoster skjuts upp och flygplansflottan i olika länder växer. Det betyder att forskare ännu inte har utvecklat effektiva sätt att skydda ozonskölden från förstörelse.

På vardagsnivå kan alla också bidra. Ozon bryts ner mindre om luften blir renare, innehåller mindre damm, sot och giftiga fordonsutsläpp. För att skydda den tunna ozonosfären är det nödvändigt att stoppa förbränningen av avfall, för att etablera deras säker bortskaffande överallt. Transporter bör bytas till mer miljövänliga bränslen och olika typer av energiresurser bör sparas överallt.