Η οζονόσφαιρα είναι ένα στρώμα της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας που καθυστερεί το πιο άκαμπτο τμήμα του υπεριώδους φάσματος. Ορισμένοι τύποι ηλιακού φωτός είναι επιβλαβείς για τους ζώντες οργανισμούς. Περιοδικά, η οζονόσφαιρα γίνεται λεπτότερη, εμφανίζονται κενά διαφόρων μεγεθών. Οι επικίνδυνες ακτίνες μπορούν να διεισδύσουν ελεύθερα μέσα από τα ανοίγματα στην επιφάνεια της Γης. Πού βρίσκεται το στρώμα του όζοντος; Τι μπορεί να γίνει για να το αποθηκεύσετε; Το προτεινόμενο άρθρο είναι αφιερωμένο στη συζήτηση αυτών των προβλημάτων γεωγραφίας και οικολογίας της Γης.
Τι είναι το όζον;
Το οξυγόνο στη Γη υπάρχει με τη μορφή δύο απλών αέριων ενώσεων, είναι μέρος του νερού και ένας πολύ μεγάλος αριθμός άλλων κοινών ανόργανων και οργανικών ουσιών (πυριτικά, ανθρακικά, θειικά, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λίπη). Μία από τις πιο γνωστές αλλοτροπικές τροποποιήσεις του στοιχείου είναι η απλή ουσία οξυγόνο, ο τύπος του είναι Ο2. Η δεύτερη τροποποίηση των ατόμων είναι το Ο (όζον). Ο τύπος αυτής της ουσίας είναι Ο3. Τα τριατομικά μόρια σχηματίζονται με μια περίσσεια ενέργειας, για παράδειγμα, ως αποτέλεσμα των εκκρίσεων κεραυνού στη φύση. Στη συνέχεια, θα μάθουμε τι είναι το στρώμα του όζοντος της Γης, γιατί το πάχος της αλλάζει διαρκώς.
Υπό κανονικές συνθήκες, το όζον είναι ένα μπλε αέριο με απότομο, συγκεκριμένο άρωμα. Το μοριακό βάρος της ουσίας είναι 48 (για σύγκριση, ο κ. (Αέρας) = 29). Η μυρωδιά του όζοντος θυμίζει μια καταιγίδα, διότι μετά από αυτό το φυσικό φαινόμενο των μορίων Ο 3 στον αέρα γίνεται μεγαλύτερο. Η συγκέντρωση αυξάνεται όχι μόνο όταν η στιβάδα του όζοντος είναι, αλλά και κοντά στην επιφάνεια της Γης. Αυτή η χημικά δραστική ουσία είναι τοξική για τους ζώντες οργανισμούς, αλλά αποσυντίθεται γρήγορα (αποσυντίθεται). Στο εργαστήριο και στη βιομηχανία έχουν δημιουργηθεί ειδικές συσκευές - οζονιστές - για τη διέλευση ηλεκτρικών εκκενώσεων μέσω αέρα ή οξυγόνου.
Ποια είναι η στιβάδα του όζοντος;
Τα μόρια 03 έχουν υψηλή χημική και βιολογική δραστικότητα. Η προσκόλληση του τρίτου ατόμου στο διατομικό οξυγόνο συνοδεύεται από αύξηση του αποθέματος ενέργειας και αστάθεια της ένωσης. Το όζον αποσυντίθεται εύκολα στο μοριακό οξυγόνο και ένα ενεργό σωματίδιο, το οποίο οξειδώνει ενεργά άλλες ουσίες και σκοτώνει μικροοργανισμούς. Αλλά πιο συχνά, τα ζητήματα που σχετίζονται με την μυρωδιά σύνθεσης σχετίζονται με τη συσσώρευσή της στην ατμόσφαιρα πάνω από τη Γη. Ποιο είναι το στρώμα του όζοντος και γιατί η καταστροφή του είναι επιβλαβής;
Ακριβώς στην επιφάνεια του πλανήτη μας υπάρχει πάντα ένας ορισμένος αριθμός μορίων Ο3, αλλά η συγκέντρωση της ένωσης αυξάνεται με το ύψος. Ο σχηματισμός αυτής της ουσίας συμβαίνει στη στρατόσφαιρα εξαιτίας της υπεριώδους ακτινοβολίας του ήλιου, η οποία φέρει μεγάλη ποσότητα ενέργειας.
Οζονόσφαιρα
Υπάρχει μια περιοχή χώρου πάνω από τη Γη, όπου το όζον είναι πολύ μεγαλύτερο από ό, τι κοντά στην επιφάνεια. Αλλά γενικά, το κέλυφος που αποτελείται από μόρια Ο3 είναι λεπτό και ασυνεχές. Πού βρίσκεται το στρώμα του όζοντος της Γης ή η οζονόσφαιρα του πλανήτη μας; Η ασυνέπεια στο πάχος αυτής της οθόνης έχει προκαλέσει σύγχυση στους ερευνητές.
Μια ορισμένη ποσότητα όζοντος είναι πάντα παρούσα στην ατμόσφαιρα της Γης, παρατηρούνται σημαντικές διακυμάνσεις στη συγκέντρωσή της με ύψος και με την πάροδο των ετών. Θα ασχοληθούμε με αυτά τα προβλήματα αφού ανακαλύψουμε την ακριβή θέση της προστατευτικής θωράκισης από μόρια Ο3.
Πού είναι το στρώμα του όζοντος της Γης;
Μια αξιοσημείωτη αύξηση της περιεκτικότητας των μορίων του όζοντος ξεκινά σε απόσταση 10 χλμ. Και παραμένει μέχρι και 50 χλμ. Πάνω από τη Γη. Αλλά η ποσότητα της ύλης που υπάρχει στην τροπόσφαιρα δεν είναι ακόμα μια οθόνη. Καθώς απομακρύνεστε από την επιφάνεια της γης, αυξάνεται η πυκνότητα του όζοντος. Οι μέγιστες τιμές πέφτουν στη στρατόσφαιρα, στην περιοχή της σε υψόμετρο 20 έως 25 χλμ. Εδώ, μόρια Ο3 περιέχονται 10 φορές περισσότερα από ό, τι στην επιφάνεια της Γης.
Αλλά γιατί το πάχος, η ακεραιότητα του στρώματος του όζοντος προκαλεί ανησυχίες για τους επιστήμονες και τους απλούς ανθρώπους; Η έκρηξη στην κατάσταση της προστατευτικής ασπίδας ξέσπασε τον περασμένο αιώνα. Οι ερευνητές έχουν διαπιστώσει ότι το στρώμα του όζοντος της ατμόσφαιρας πάνω από την Ανταρκτική έχει γίνει πιο λεπτό. Η κύρια αιτία του φαινομένου διαπιστώθηκε - η διάσπαση των μορίων 03. Η καταστροφή εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της συνδυασμένης επίδρασης ενός αριθμού παραγόντων, ο πρωταρχικός μεταξύ των οποίων είναι ανθρωπογενής, που σχετίζεται με τις δραστηριότητες της ανθρωπότητας.
Τρύπες του όζοντος
Τα τελευταία 30-40 χρόνια, οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει την εμφάνιση κενών στην προστατευτική ασπίδα πάνω από την επιφάνεια της Γης. Η επιστημονική κοινότητα ανησυχούσε από τις αναφορές ότι το στρώμα του όζοντος - η ασπίδα της Γης - είναι ενεργά υποβαθμισμένο. Όλα τα μέσα ενημέρωσης στα μέσα της δεκαετίας του '80 δημοσίευσαν αναφορές για μια «τρύπα» πάνω από την Ανταρκτική. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι αυτό το χάσμα στο στρώμα του όζοντος αυξάνεται την άνοιξη. Ο κύριος λόγος για την αύξηση της βλάβης ονομάστηκαν τεχνητές και συνθετικές ουσίες - χλωροφθοράνθρακες. Οι πιο συνηθισμένες ομάδες αυτών των ενώσεων είναι οι φρέονες ή οι ψυχογόνοι παράγοντες. Περισσότερες από 40 ουσίες που ανήκουν σε αυτήν την ομάδα είναι γνωστές. Προέρχονται από πολλές πηγές, επειδή οι εφαρμογές περιλαμβάνουν τρόφιμα, χημικά, αρωματοποιία και άλλες βιομηχανίες.
Η σύνθεση των φρεονών, εκτός από τον άνθρακα και το υδρογόνο, περιλαμβάνει αλογόνα: φθόριο, χλώριο, μερικές φορές βρώμιο. Ένας μεγάλος αριθμός τέτοιων ουσιών χρησιμοποιούνται ως ψυκτικά μέσα σε ψυγεία, κλιματιστικά. Τα ίδια τα φρέον είναι σταθερά, αλλά σε υψηλές θερμοκρασίες και παρουσία ενεργών χημικών παραγόντων εισέρχονται σε αντιδράσεις οξείδωσης. Μεταξύ των προϊόντων αντίδρασης μπορεί να είναι ενώσεις τοξικές για τους ζώντες οργανισμούς.
Φρέονες και οθόνη του όζοντος
Οι χλωροφθοράνθρακες αλληλεπιδρούν με μόρια Ο3 και καταστρέφουν το προστατευτικό στρώμα πάνω από την επιφάνεια της Γης. Στην αρχή, η λέπτυνση της οζονόσφαιρας ελήφθη ως φυσική διακύμανση του πάχους της, η οποία συμβαίνει συνεχώς. Αλλά με την πάροδο του χρόνου, τρύπες σαν "τρύπα" πάνω από την Ανταρκτική παρατηρήθηκαν σε όλο το Βόρειο Ημισφαίριο. Ο αριθμός τέτοιων κενών έχει αυξηθεί από την πρώτη παρατήρηση, αλλά είναι μικρότερος σε μέγεθος από ό, τι στην ήπειρο πάγου.
Αρχικά, οι επιστήμονες αμφέβαλλαν ότι ήταν φρέονες που προκάλεσαν την καταστροφή του όζοντος. Αυτές είναι ουσίες με μεγάλο μοριακό βάρος. Πώς μπορούν να φθάσουν στη στρατόσφαιρα, όπου είναι το στρώμα του όζοντος, αν είναι πολύ βαρύτερο από το οξυγόνο, το άζωτο και το διοξείδιο του άνθρακα; Οι παρατηρήσεις των αυξανόμενων ροών στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια μίας καταιγίδας, καθώς και τα πειράματα που διεξήχθησαν, απέδειξαν τη δυνατότητα διείσδυσης διαφόρων σωματιδίων με αέρα σε ύψος 10-20 χλμ. Πάνω από τη Γη, όπου βρίσκεται το όριο της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας.
Ποικιλία καταστροφέων όζοντος
Τα οξείδια του αζώτου που προέρχονται από την καύση καυσίμων στις μηχανές των υπερηχητικών αεροσκαφών και διαφόρων τύπων διαστημικών οχημάτων εισέρχονται επίσης στη ζώνη της οθόνης του όζοντος. Συμπληρώνουν τον κατάλογο των ουσιών από τις οποίες η ατμόσφαιρα, το στρώμα όζοντος και οι εκπομπές χερσαίων ηφαιστείων καταστρέφονται. Μερικές φορές, οι ροές φυσικού αερίου και σκόνης φθάνουν σε ύψος 10-15 χιλιομέτρων και διαδίδουν εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα.
Η καταιγίδα πάνω από τα μεγάλα βιομηχανικά κέντρα και τις μεγαλουπόλεις συμβάλλει επίσης στη διάσπαση των μορίων Ο 3 στην ατμόσφαιρα. Ο λόγος για την αύξηση του μεγέθους των οπών του όζοντος θεωρείται επίσης ως αύξηση της συγκέντρωσης των αποκαλούμενων αερίων θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα όπου βρίσκεται το στρώμα του όζοντος. Έτσι, το παγκόσμιο περιβαλλοντικό ζήτημα της αλλαγής του κλίματος σχετίζεται άμεσα με ζητήματα σχετικά με την εξάντληση του όζοντος. Το γεγονός είναι ότι τα αέρια θερμοκηπίου περιέχουν ουσίες που αντιδρούν με μόρια 03. Το όζον διασπάται, το άτομο οξυγόνου προκαλεί την οξείδωση άλλων στοιχείων.
Ο κίνδυνος να χαθεί η ασπίδα του όζοντος
Υπήρχαν κενά στην οζονόσφαιρα πριν φτάσουν στο διάστημα, η εμφάνιση φρεονών και άλλων ατμοσφαιρικών ρύπων; Τα απαριθμούμενα θέματα είναι αμφισβητήσιμα, αλλά ένα συμπέρασμα είναι προφανές: το στρώμα του όζοντος της ατμόσφαιρας πρέπει να μελετηθεί και να διατηρηθεί από την καταστροφή. Ο πλανήτης μας χωρίς μια οθόνη από μόρια Ο3 χάνει την προστασία του από σκληρές κοσμικές ακτίνες ορισμένου μήκους που απορροφώνται από ένα στρώμα δραστικής ουσίας. Εάν η οθόνη του όζοντος είναι λεπτή ή απουσιάζει, τότε οι βασικές διαδικασίες ζωής στη Γη είναι σε κίνδυνο. Η υπερβολική υπεριώδης ακτινοβολία αυξάνει τον κίνδυνο μεταλλάξεων στα κύτταρα των ζώντων οργανισμών.
Προστασία στρώματος όζοντος
Η έλλειψη δεδομένων για το πάχος της προστατευτικής ασπίδας κατά τους προηγούμενους αιώνες και χιλιετίες καθιστά τις προβλέψεις δύσκολες. Τι συμβαίνει εάν η οζονόσφαιρα καταρρεύσει εντελώς; Για αρκετές δεκαετίες, οι γιατροί σημείωσαν αύξηση του αριθμού των ατόμων που πάσχουν από καρκίνο του δέρματος. Αυτή είναι μια από τις ασθένειες που προκαλούν υπερβολική υπεριώδη ακτινοβολία.
Το 1987, αρκετές χώρες προσχώρησαν στο πρωτόκολλο του Μόντρεαλ, το οποίο προβλέπει μείωση και πλήρη απαγόρευση της παραγωγής χλωροφθορανθράκων. Αυτό ήταν μόνο ένα από τα μέτρα που θα συμβάλουν στη διατήρηση της στιβάδας του όζοντος - της υπεριώδους ασπίδας της Γης. Αλλά οι φρέονες εξακολουθούν να παράγονται από τη βιομηχανία και να εισέρχονται στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, η συμμόρφωση με το πρωτόκολλο του Μόντρεαλ έχει οδηγήσει σε μείωση των οπών του όζοντος.
