Ozonosfera je sloj atmosfere naše planete 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? Šta se može učiniti da se to spasi? Predloženi članak posvećen je raspravi o ovim problemima geografije i ekologije Zemlje.
Šta je ozon?
Kiseonik na Zemlji postoji u obliku dva jednostavna gasovita jedinjenja, deo je vode i veoma velikog broja drugih uobičajenih neorganskih i organskih supstanci (silikati, karbonati, sulfati, proteini, ugljeni hidrati, masti). Jedna od poznatijih alotropskih modifikacija elementa je jednostavna supstanca kiseonik, njena formula je O2. Druga modifikacija atoma je O (ozon). Formula za ovu supstancu je O3. Triatomske molekule nastaju kada postoji višak energije, na primjer, kao rezultat munje u prirodi. Zatim ćemo saznati šta je ozonski omotač Zemlje, zašto se njegova debljina stalno mijenja.
Ozon u normalnim uslovima je plavi gas sa oštrom, specifičnom aromom. Molekularna težina supstance je 48 (za poređenje - Mr(vazduh)=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 hemijski aktivna supstanca je toksična za žive organizme, ali se brzo disocira (razgrađuje). U laboratoriji i industriji stvoreni su posebni uređaji - ozonizatori - za propuštanje električnih pražnjenja kroz zrak ili kisik.
Šta je ozonski omotač?
O3 molekuli imaju visoku hemijsku i biološku aktivnost. Vezanje trećeg atoma za dvoatomski kiseonik je praćeno povećanjem rezerve energije i nestabilnošću spoja. Ozon se lako razlaže na molekularni kisik i aktivnu česticu, koja snažno oksidira druge tvari i ubija mikroorganizme. Ali češće se pitanja vezana za mirisno jedinjenje odnose na njegovo nakupljanje u atmosferi iznad Zemlje. Šta je ozonski omotač i zašto je njegovo uništavanje štetno?
Uvijek postoji određena količina O3 molekula blizu površine naše planete, ali koncentracija jedinjenja raste sa visinom. Formiranje ove supstance se dešava u stratosferi zbog ultraljubičastog zračenja Sunca, koje nosi veliku zalihu energije.
Ozonesphere
Postojioblast prostora iznad Zemlje u kojoj 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 naše planete? Promjenljivost u debljini ovog ekrana više puta je zbunjivala istraživače.
Određena količina ozona je uvijek prisutna u Zemljinoj atmosferi, postoje značajne fluktuacije u njegovoj koncentraciji s visinom i tokom godina. Razmotrićemo ove probleme nakon što saznamo tačnu lokaciju zaštitnog ekrana molekula O3.
Gdje je ozonski omotač Zemlje?
Primetno povećanje 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, gustina ozona se povećava. Maksimalne vrijednosti padaju na stratosferu, njenu regiju na nadmorskoj visini od 20 do 25 km. Ovdje ima 10 puta više O3 molekula nego na površini Zemlje.
Ali zašto je debljina, integritet ozonskog omotača zabrinut za naučnike i obične ljude? Bum oko stanja zaštitnog ekrana izbio je u prošlom veku. Istraživači su otkrili da je ozonski omotač atmosfere iznad Antarktika postao tanji. Utvrđen je glavni uzrok fenomena - disocijacija O3 molekula. Uništenje nastaje kao rezultat kombinovanog dejstva niza faktora, među kojima je vodeći antropogeni, povezan sa aktivnostima čovečanstva.
Ozonske rupe
U poslednjih 30-40 godina, naučnici su primetili pojavu praznina u zaštitnom ekranu iznad površine Zemlje. Naučnu zajednicu uznemirili su izvještaji da ozonski omotač, Zemljin štit, brzo degradira. Svi mediji su sredinom 1980-ih štampali izvještaje o "rupi" nad Antarktikom. Istraživači su primijetili da se ovaj jaz u ozonskom omotaču povećava u proljeće. Glavni razlog za porast štete nazvane su umjetne i sintetičke tvari - hlorofluorougljike. Najčešće grupe ovih spojeva su freoni ili rashladna sredstva. Poznato je više od 40 supstanci koje pripadaju ovoj grupi. Dolaze iz mnogih izvora jer primjene uključuju prehrambenu, hemijsku, parfemsku i druge industrije.
Sastav freona, pored ugljenika i vodonika, uključuje i halogene: fluor, hlor, ponekad brom. Veliki broj takvih supstanci se koristi kao rashladna sredstva u frižiderima i klima uređajima. Sami freoni su stabilni, ali na visokim temperaturama i u prisustvu aktivnih hemijskih agenasa ulaze u oksidacione reakcije. Proizvodi reakcije mogu uključivati spojeve koji su toksični za žive organizme.
Freoni i ozonski ekran
Hlorofluorougljenici stupaju u interakciju sa O3 molekulima i uništavaju zaštitni sloj iznad površine Zemlje. Isprva se stanjivanje ozonosfere uzimalo kao prirodna fluktuacija u njenoj debljini, koja se stalno dešava. Ali s vremenom su uočene rupe poput "rupe" nad Antarktikomširom sjeverne hemisfere. Broj takvih praznina se povećao od prvog posmatranja, ali su manje veličine nego iznad ledenog kontinenta.
Naučnici su u početku sumnjali da su CFC-i izazvali proces uništavanja ozona. To su tvari velike molekularne težine. Kako mogu doći do stratosfere, gdje se nalazi ozonski omotač, ako je on mnogo teži od kisika, dušika i ugljičnog dioksida? Posmatranja uzlaznih tokova u atmosferi tokom grmljavine, kao i eksperimenti, dokazali su mogućnost prodiranja različitih čestica sa vazduhom do visine od 10-20 km iznad Zemlje, gde se nalazi granica troposfere i stratosfere.
Različitost oštećivača ozona
Ozonski štit takođe prima azotne okside koji nastaju sagorevanjem goriva u motorima supersoničnih letelica i raznih tipova svemirskih letelica. Dopunite listu supstanci od kojih se uništava atmosfera, ozonski omotač i emisije kopnenih vulkana. Ponekad tokovi gasova i prašine dosežu visinu od 10-15 kilometara i šire se na stotine hiljada kilometara.
Smog nad velikim industrijskim centrima i megagradovima takođe doprinosi disocijaciji O3 molekula u atmosferi. Razlogom za povećanje veličine ozonskih rupa smatra se i povećanje koncentracija takozvanih stakleničkih plinova u atmosferi, gdje se nalazi ozonski omotač. Dakle, globalni ekološki problem klimatskih promjena u direktnoj je vezi sa pitanjima oštećenja ozona. Činjenica je da gasovi staklene bašte sadržesupstance koje reaguju sa O3 molekulima. Ozon se disocira, atom kiseonika 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 biti proučavan i sačuvan od uništenja. Naša planeta bez ekrana od molekula O3 gubi zaštitu od tvrdih kosmičkih zraka određene dužine koje apsorbuje sloj aktivne supstance. Ako je ozonski štit tanak ili ga nema, onda su osnovni životni procesi na Zemlji ugroženi. Pretjerano ultraljubičasto zračenje povećava rizik od mutacija u ćelijama živih organizama.
Zaštita ozonskog omotača
Nedostatak podataka o debljini zaštitnog ekrana u prošlim vekovima i milenijumima otežava prognoze. Šta se dešava ako se ozonosfera u potpunosti sruši? Već nekoliko decenija liječnici primjećuju porast broja oboljelih od raka kože. Ovo je jedna od bolesti uzrokovanih prekomjernim ultraljubičastim zračenjem.
Godine 1987. nekoliko zemalja pristupilo je Montrealskom protokolu, koji je predviđao smanjenje i potpunu zabranu proizvodnje hlorofluorougljenika. Ovo je bila samo jedna od mjera koje će pomoći očuvanju ozonskog omotača - Zemljinog ultraljubičastog štita. Ali freoni se još uvijek proizvode u industriji i ulaze u atmosferu. Međutim, usklađenost sa MontrealomProtokol je doveo do smanjenja ozonskih rupa.
Šta svako može učiniti da spasi ozonosferu?
Istraživači sugerišu da će potpuna restauracija zaštitnog ekrana trajati još nekoliko decenija. To je u slučaju da prestane njegovo intenzivno uništavanje, što izaziva mnoge sumnje. Gasovi staklene bašte i dalje ulaze u atmosferu, lansiraju se rakete i druge svemirske letjelice, a flota letjelica u različitim zemljama raste. To znači da naučnici tek treba da razviju efikasne načine zaštite ozonskog štita od uništenja.
Na svakodnevnom nivou, svako takođe može dati svoj doprinos. Ozon će se manje razgraditi ako zrak postane čišći, ako sadrži manje prašine, čađi i toksičnih emisija vozila. Za zaštitu tanke ozonosfere potrebno je zaustaviti sagorijevanje otpada, uspostaviti njihovo sigurno odlaganje posvuda. Transport bi trebalo prebaciti na ekološki prihvatljivija goriva, a razne vrste energenata treba svugdje štedjeti.
