Ozonosfera je sloj atmosfere našeg planeta koji blokira najtvrđi dio ultraljubičastog spektra. Neke vrste sunčeve svjetlosti imaju štetan učinak na žive organizme. Povremeno, ozonosfera postaje tanja, u njoj se pojavljuju praznine različitih veličina. Opasne zrake mogu slobodno prodrijeti kroz rupe koje su se pojavile na površini Zemlje. Gdje se nalazi ozonski omotač? Što se može učiniti da se spasi? Predloženi članak posvećen je raspravi o ovim problemima geografije i ekologije Zemlje.
Što je ozon?
Kisik na Zemlji postoji u obliku dva jednostavna plinovita spoja, dio je vode i vrlo velikog broja drugih uobičajenih anorganskih i organskih tvari (silikati, karbonati, sulfati, proteini, ugljikohidrati, masti). Jedna od poznatijih alotropskih modifikacija elementa je jednostavna tvar kisik, njena formula je O2. Druga modifikacija atoma je O (ozon). Formula za ovu tvar je O3. Triatomske molekule nastaju kada postoji višak energije, na primjer, kao posljedica pražnjenja munje u prirodi. Zatim ćemo saznati što je ozonski omotač Zemlje, zašto se njegova debljina stalno mijenja.
Ozon u normalnim uvjetima je plavi plin s oštrom, specifičnom aromom. Molekularna težina tvari je 48 (za usporedbu - Mr(zrak)=29). Miris ozona podsjeća na grmljavinu, jer nakon ovog prirodnog fenomena u zraku ima više O3 molekula. Koncentracija se povećava ne samo tamo gdje se nalazi ozonski omotač, već i blizu površine Zemlje. Ova kemijski aktivna tvar je toksična za žive organizme, ali se brzo disocira (razgrađuje). U laboratoriju i industriji stvoreni su posebni uređaji - ozonizatori - za propuštanje električnih pražnjenja kroz zrak ili kisik.
Što je ozonski omotač?
O3 molekule imaju visoku kemijsku i biološku aktivnost. Vezanje trećeg atoma na dvoatomski kisik je popraćeno povećanjem rezerve energije i nestabilnošću spoja. Ozon se lako razgrađuje na molekularni kisik i aktivnu česticu, koja snažno oksidira druge tvari i ubija mikroorganizme. Ali češće se pitanja vezana uz mirisni spoj tiču njegovog nakupljanja u atmosferi iznad Zemlje. Što je ozonski omotač i zašto je njegovo uništavanje štetno?
Uvijek postoji određena količina O3 molekula blizu površine našeg planeta, ali koncentracija spoja raste s visinom. Formiranje ove tvari događa se u stratosferi zbog ultraljubičastog zračenja Sunca, koje nosi veliku zalihu energije.
Ozonesphere
Postojipodručje prostora iznad Zemlje gdje ima mnogo više ozona nego na površini. Ali općenito, ljuska, koja se sastoji od O3 molekula, tanka je i diskontinuirana. Gdje se nalazi ozonski omotač Zemlje ili ozonosfera našeg planeta? Promjenjivost debljine ovog zaslona više puta je zbunila istraživače.
Određena količina ozona je uvijek prisutna u Zemljinoj atmosferi, postoje značajne fluktuacije njegove koncentracije s visinom i tijekom godina. Razmotrit ćemo ove probleme nakon što saznamo točan položaj zaštitnog zaslona molekula O3.
Gdje je Zemljin ozonski omotač?
Primjetan porast sadržaja molekula ozona počinje na udaljenosti od 10 km i traje do 50 km iznad Zemlje. Ali količina materije koja je prisutna u troposferi još nije ekran. Kako se udaljavate od zemljine površine, gustoća ozona se povećava. Maksimalne vrijednosti padaju na stratosferu, njeno područje na nadmorskoj visini od 20 do 25 km. Ovdje ima 10 puta više O3 molekula nego na površini Zemlje.
Ali zašto je debljina, cjelovitost ozonskog omotača zabrinuta za znanstvenike i obične ljude? Bum oko stanja zaštitnog zaslona izbio je u prošlom stoljeću. Istraživači su otkrili da je ozonski omotač atmosfere iznad Antarktika postao tanji. Utvrđen je glavni uzrok fenomena - disocijacija O3 molekula. Uništenje nastaje kao rezultat kombiniranog djelovanja niza čimbenika, među kojima je vodeći antropogeni, povezan s aktivnostima čovječanstva.
ozonske rupe
U posljednjih 30-40 godina znanstvenici su primijetili pojavu praznina u zaštitnom ekranu iznad površine Zemlje. Znanstvena zajednica je uznemirena izvješćima da ozonski omotač, Zemljin štit, brzo propada. Svi su mediji sredinom 1980-ih tiskali izvješća o "rupi" nad Antarktikom. Istraživači su primijetili da se ovaj jaz u ozonskom omotaču povećava u proljeće. Glavni razlog za rast štete nazvane su umjetne i sintetske tvari - klorofluorougljici. Najčešće skupine ovih spojeva su freoni ili rashladna sredstva. Poznato je više od 40 tvari koje pripadaju ovoj skupini. Dolaze iz mnogih izvora jer primjene uključuju prehrambenu, kemijsku, parfemsku i druge industrije.
Sastav freona, osim ugljika i vodika, uključuje halogene: fluor, klor, ponekad brom. Veliki broj takvih tvari koristi se kao rashladna sredstva u hladnjacima i klima uređajima. Sami freoni su stabilni, ali pri visokim temperaturama i u prisutnosti aktivnih kemijskih sredstava ulaze u oksidacijske reakcije. Produkti reakcije mogu uključivati spojeve koji su toksični za žive organizme.
Freoni i ozonski zaslon
Klorofluorougljici komuniciraju s molekulama O3 i uništavaju zaštitni sloj iznad površine Zemlje. Isprva se stanjivanje ozonosfere uzimalo kao prirodna fluktuacija njezine debljine, koja se stalno događa. No s vremenom su uočene rupe poput "rupe" nad Antarktikomdiljem sjeverne hemisfere. Broj takvih praznina se povećao od prvog promatranja, ali su manje veličine nego iznad ledenog kontinenta.
U početku su znanstvenici sumnjali da su CFC-i uzrokovali proces uništavanja ozona. To su tvari velike molekularne mase. Kako mogu doći do stratosfere, gdje se nalazi ozonski omotač, ako je on mnogo teži od kisika, dušika i ugljičnog dioksida? Promatranja uzlaznih strujanja u atmosferi tijekom grmljavine, kao i eksperimenti, dokazali su mogućnost prodiranja raznih čestica sa zrakom do visine od 10-20 km iznad Zemlje, gdje se nalazi granica troposfere i stratosfere.
Različitost oštećivača ozona
Ozonski štit također prima dušikove okside koji nastaju izgaranjem goriva u motorima nadzvučnih zrakoplova i raznih vrsta svemirskih letjelica. Dopunite popis tvari od kojih se uništava atmosfera, ozonski omotač i emisije kopnenih vulkana. Ponekad potoci plinova i prašine dosežu visinu od 10-15 kilometara i šire se stotinama tisuća kilometara.
Smog nad velikim industrijskim centrima i megagradovima također pridonosi disocijaciji O3 molekula u atmosferi. Razlogom povećanja veličine ozonskih rupa smatra se i povećanje koncentracija takozvanih stakleničkih plinova u atmosferi, gdje se nalazi ozonski omotač. Dakle, globalni ekološki problem klimatskih promjena izravno je povezan s pitanjima oštećenja ozona. Činjenica je da staklenički plinovi sadržetvari koje reagiraju s O3 molekulama. Ozon se disocira, atom kisika uzrokuje oksidaciju drugih elemenata.
Opasnost od gubitka ozonskog štita
Je li bilo praznina u ozonosferi prije svemirskih letova, pojave freona i drugih atmosferskih zagađivača? Gornja pitanja su diskutabilna, ali se nameće jedan zaključak: ozonski omotač atmosfere mora se proučavati i sačuvati od uništenja. Naš planet bez zaslona od molekula O3 gubi zaštitu od tvrdih kozmičkih zraka određene duljine koje apsorbira sloj aktivne tvari. Ako je ozonski štit tanak ili ga nema, tada su ugroženi osnovni životni procesi na Zemlji. Pretjerano ultraljubičasto zračenje povećava rizik od mutacija u stanicama živih organizama.
Zaštita ozonskog omotača
Nedostatak podataka o debljini zaštitnog zaslona u prošlim stoljećima i tisućljećima otežava prognoze. Što se događa ako se ozonosfera potpuno sruši? Već nekoliko desetljeća liječnici bilježe porast broja oboljelih od raka kože. Ovo je jedna od bolesti uzrokovanih pretjeranim ultraljubičastim zračenjem.
Godine 1987. nekoliko zemalja pristupilo je Montrealskom protokolu, koji je predviđao smanjenje i potpunu zabranu proizvodnje klorofluorougljika. Ovo je bila samo jedna od mjera koje će pomoći u očuvanju ozonskog omotača – Zemljinog ultraljubičastog štita. Ali freone još uvijek proizvodi industrija i ulaze u atmosferu. Međutim, usklađenost s MontrealomProtokol je doveo do smanjenja ozonskih rupa.
Što svatko može učiniti da spasi ozonosferu?
Istraživači sugeriraju da će potpuna obnova zaštitnog zaslona potrajati još nekoliko desetljeća. To je u slučaju da prestane njegovo intenzivno uništavanje, što izaziva mnoge sumnje. Staklenički plinovi i dalje ulaze u atmosferu, lansiraju se rakete i druge svemirske letjelice, a flota zrakoplova u različitim zemljama raste. To znači da znanstvenici tek trebaju razviti učinkovite načine zaštite ozonskog štita od uništenja.
Na svakodnevnoj razini, svatko također može doprinijeti. Ozon će se manje razgraditi ako zrak postane čišći, sadrži manje prašine, čađe i otrovnih emisija vozila. Za zaštitu tanke ozonosfere potrebno je zaustaviti sagorijevanje otpada, uspostaviti njihovo sigurno odlaganje posvuda. Transport bi trebao biti prebačen na ekološki prihvatljivija goriva, a svugdje bi se trebalo štedjeti razne vrste energenata.
