Ozonosfæren er det lag af vores planets atmosfære, der blokerer den hårdeste del af det ultraviolette spektrum. Nogle typer sollys har en skadelig effekt på levende organismer. Periodisk bliver ozonosfæren tyndere, huller i forskellige størrelser vises i den. Farlige stråler kan frit trænge gennem de huller, der er opstået på jordens overflade. Hvor er ozonlaget placeret? Hvad kan man gøre for at redde det? Den foreslåede artikel er afsat til diskussionen af disse problemer med jordens geografi og økologi.
Hvad er ozon?
Oxygen på Jorden findes i form af to simple gasformige forbindelser, er en del af vand og et meget stort antal andre almindelige uorganiske og organiske stoffer (silikater, carbonater, sulfater, proteiner, kulhydrater, fedtstoffer). En af de mere velkendte allotropiske modifikationer af grundstoffet er det simple stof oxygen, dets formel er O2. Den anden modifikation af atomer er O (ozon). Formlen for dette stof er O3. Triatomiske molekyler dannes, når der er et overskud af energi, for eksempel som følge af lynudladninger i naturen. Dernæst vil vi finde ud af, hvad Jordens ozonlag er, hvorfor dets tykkelse konstant ændrer sig.
Ozon under normale forhold er en blå gas med en skarp, specifik aroma. Stoffets molekylvægt er 48 (til sammenligning - Mr(luft)=29). Lugten af ozon minder om et tordenvejr, for efter dette naturfænomen er der flere O3 molekyler i luften. Koncentrationen stiger ikke kun der, hvor ozonlaget er placeret, men også tæt på Jordens overflade. Dette kemisk aktive stof er giftigt for levende organismer, men dissocierer hurtigt (nedbrydes). I laboratoriet og industrien er der skabt specielle enheder - ozonisatorer - til at lede elektriske udladninger gennem luft eller ilt.
Hvad er ozonlaget?
O3 molekyler har høj kemisk og biologisk aktivitet. Vedhæftningen af det tredje atom til diatomisk oxygen er ledsaget af en stigning i energireserven og ustabiliteten af forbindelsen. Ozon nedbrydes let til molekylær oxygen og en aktiv partikel, som kraftigt oxiderer andre stoffer og dræber mikroorganismer. Men oftere vedrører spørgsmål relateret til den lugtende forbindelse dens ophobning i atmosfæren over Jorden. Hvad er ozonlaget, og hvorfor er dets ødelæggelse skadeligt?
Der er altid en vis mængde O3 molekyler nær overfladen af vores planet, men koncentrationen af forbindelsen stiger med højden. Dannelsen af dette stof sker i stratosfæren på grund af solens ultraviolette stråling, som bærer en stor forsyning af energi.
Ozonsfære
Der eret område i rummet over Jorden, hvor der er meget mere ozon end ved overfladen. Men generelt er skallen, der består af O3 molekyler, tynd og diskontinuerlig. Hvor er Jordens ozonlag eller ozonosfæren på vores planet placeret? Variationen i tykkelsen af denne skærm har gentagne gange forvirret forskere.
En vis mængde ozon er altid til stede i Jordens atmosfære, der er betydelige udsving i dens koncentration med højden og over årene. Vi vil undersøge disse problemer, efter at vi har fundet ud af den nøjagtige placering af den beskyttende skærm af molekyler O3.
Hvor er jordens ozonlag?
En mærkbar stigning i indholdet af ozonmolekyler begynder i en afstand på 10 km og fortsætter op til 50 km over Jorden. Men mængden af stof, der er til stede i troposfæren, er endnu ikke en skærm. Når du bevæger dig væk fra jordens overflade, øges tætheden af ozon. De maksimale værdier falder på stratosfæren, dens region i en højde på 20 til 25 km. Der er 10 gange flere O3 molekyler her end ved Jordens overflade.
Men hvorfor er tykkelsen og integriteten af ozonlaget bekymrende for forskere og almindelige mennesker? Et boom over tilstanden af beskyttelsesskærmen brød ud i det sidste århundrede. Forskere har fundet ud af, at ozonlaget i atmosfæren over Antarktis er blevet tyndere. Hovedårsagen til fænomenet blev etableret - dissocieringen af O3 molekyler. Ødelæggelse sker som et resultat af den kombinerede virkning af en række faktorer, den førende blandt dem er menneskeskabt, forbundet med menneskehedens aktiviteter.
Ozonhuller
I de sidste 30-40 år har forskere bemærket forekomsten af huller i den beskyttende skærm over jordens overflade. Det videnskabelige samfund er blevet foruroliget over rapporter om, at ozonlaget, Jordens skjold, er i hastig nedbrydning. Alle medierne i midten af 1980'erne trykte rapporter om et "hul" over Antarktis. Forskerne bemærkede, at dette hul i ozonlaget øges om foråret. Hovedårsagen til væksten af skader blev navngivet kunstige og syntetiske stoffer - chlorfluorcarboner. De mest almindelige grupper af disse forbindelser er freoner eller kølemidler. Der kendes mere end 40 stoffer, der tilhører denne gruppe. De kommer fra mange kilder, fordi anvendelserne omfatter fødevare-, kemikalie-, parfume- og andre industrier.
Sammensætningen af freoner omfatter udover kulstof og brint halogener: fluor, klor, nogle gange brom. Et stort antal af sådanne stoffer bruges som kølemidler i køleskabe og klimaanlæg. Freoner selv er stabile, men ved høje temperaturer og i nærværelse af aktive kemiske midler indgår de i oxidationsreaktioner. Reaktionsprodukterne kan omfatte forbindelser, der er giftige for levende organismer.
Freon- og ozonskærm
Klorfluorcarboner interagerer med O3-molekyler og ødelægger det beskyttende lag over jordens overflade. Til at begynde med blev udtyndingen af ozonosfæren taget som en naturlig udsving i dens tykkelse, hvilket sker hele tiden. Men med tiden blev huller som "hullet" over Antarktis bemærketpå hele den nordlige halvkugle. Antallet af sådanne huller er steget siden den første observation, men de er mindre i størrelse end over det iskolde kontinent.
I begyndelsen tvivlede forskerne på, at det var CFC'er, der forårsagede ozonødelæggelsesprocessen. Det er stoffer med en stor molekylvægt. Hvordan kan de nå stratosfæren, hvor ozonlaget er placeret, hvis det er meget tungere end ilt, nitrogen og kuldioxid? Observationer af opadgående strømme i atmosfæren under et tordenvejr, såvel som eksperimenter, har vist muligheden for gennemtrængning af forskellige partikler med luft til en højde på 10-20 km over Jorden, hvor grænsen mellem troposfæren og stratosfæren er placeret.
Forskellige ozonnedbrydende stoffer
Ozonskjoldet modtager også nitrogenoxider som følge af forbrænding af brændstof i motorerne på supersoniske fly og forskellige typer rumfartøjer. Suppler listen over stoffer, hvorfra atmosfæren, ozonlaget og emissioner fra terrestriske vulkaner ødelægges. Nogle gange når strømmene af gasser og støv en højde på 10-15 kilometer og spredes over hundredtusindvis af kilometer.
Smog over store industricentre og megabyer bidrager også til dissocieringen af O3 molekyler i atmosfæren. Årsagen til stigningen i størrelsen af ozonhuller vurderes også at være en stigning i koncentrationerne af såkaldte drivhusgasser i atmosfæren, hvor ozonlaget er placeret. Således er det globale miljøproblem med klimaændringer direkte relateret til spørgsmålene om ozonnedbrydning. Faktum er, at drivhusgasser indeholderstoffer, der reagerer med O3 molekyler. Ozon dissocierer, oxygenatomet får andre grundstoffer til at oxidere.
Fare for at miste ozonskjoldet
Var der huller i ozonosfæren før rumflyvninger, forekomsten af freoner og andre atmosfæriske forurenende stoffer? Ovenstående spørgsmål kan diskuteres, men en konklusion tyder på sig selv: Ozonlaget i atmosfæren skal undersøges og bevares mod ødelæggelse. Vores planet uden en skærm af molekyler O3 mister sin beskyttelse mod hårde kosmiske stråler af en vis længde absorberet af det aktive stoflag. Hvis ozonskjoldet er tyndt eller fraværende, så er de grundlæggende livsprocesser på Jorden i fare. Overdreven ultraviolet stråling øger risikoen for mutationer i cellerne i levende organismer.
Beskyttelse af ozonlaget
Manglen på data om tykkelsen af den beskyttende skærm i de seneste århundreder og årtusinder gør prognoser vanskelige. Hvad sker der, hvis ozonosfæren kollapser fuldstændigt? I flere årtier har læger bemærket en stigning i antallet af mennesker, der er ramt af hudkræft. Dette er en af sygdommene forårsaget af overdreven ultraviolet stråling.
I 1987 tilsluttede flere lande sig Montreal-protokollen, som foreskrev reduktion og totalforbud mod produktion af chlorfluorcarboner. Dette var blot en af de tiltag, der vil hjælpe med at bevare ozonlaget - Jordens ultraviolette skjold. Men freoner produceres stadig af industrien og kommer ind i atmosfæren. Men overholdelse af MontrealProtokol førte til reduktion af ozonhuller.
Hvad kan alle gøre for at redde ozonosfæren?
Forskere foreslår, at den fuldstændige restaurering af den beskyttende skærm vil tage adskillige årtier mere. Dette er i tilfælde af, at dens intensive ødelæggelse stopper, hvilket rejser mange tvivl. Drivhusgasser fortsætter med at trænge ind i atmosfæren, raketter og andre rumfartøjer opsendes, og flåden af fly i forskellige lande vokser. Det betyder, at forskerne endnu ikke har udviklet effektive måder at beskytte ozonskjoldet mod ødelæggelse.
På det daglige plan kan alle også bidrage. Ozon nedbrydes mindre, hvis luften bliver renere, indeholder mindre støv, sod og giftige køretøjsemissioner. For at beskytte den tynde ozonosfære er det nødvendigt at stoppe afbrændingen af affald, for at etablere deres sikker bortskaffelse over alt. Transport bør skiftes til mere miljøvenlige brændstoffer, og forskellige typer energiressourcer bør spares over alt.
