Πού βρίσκεται το στρώμα του όζοντος; Τι είναι το στρώμα του όζοντος και γιατί είναι επιβλαβής η καταστροφή του;

2024 Συγγραφέας: Henry Conors | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-12 05:55

Η οζονόσφαιρα είναι το στρώμα της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας που μπλοκάρει το σκληρότερο μέρος του υπεριώδους φάσματος. Ορισμένοι τύποι ηλιακού φωτός έχουν επιζήμια επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς. Περιοδικά, η οζονόσφαιρα γίνεται πιο λεπτή, εμφανίζονται κενά διαφόρων μεγεθών σε αυτήν. Οι επικίνδυνες ακτίνες μπορούν να διεισδύσουν ελεύθερα μέσα από τις τρύπες που έχουν εμφανιστεί στην επιφάνεια της Γης. Πού βρίσκεται το στρώμα του όζοντος; Τι μπορεί να γίνει για να το σώσει; Το προτεινόμενο άρθρο είναι αφιερωμένο στη συζήτηση αυτών των προβλημάτων της γεωγραφίας και της οικολογίας της Γης.

Τι είναι το όζον;

Το οξυγόνο στη Γη υπάρχει με τη μορφή δύο απλών αέριων ενώσεων, είναι μέρος του νερού και ενός πολύ μεγάλου αριθμού 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 της είναι O₂. Η δεύτερη τροποποίηση των ατόμων είναι το Ο (όζον). Ο τύπος για αυτήν την ουσία είναι O_{3. Τα τριατομικά μόρια σχηματίζονται όταν υπάρχει περίσσεια ενέργειας, για παράδειγμα, ως αποτέλεσμα εκκενώσεων κεραυνών στη φύση. Στη συνέχεια, θα μάθουμε τι είναι το στρώμα του όζοντος της Γης, γιατί το πάχος του αλλάζει συνεχώς.}

Το όζον υπό κανονικές συνθήκες είναι ένα μπλε αέριο με έντονο, ειδικό άρωμα. Το μοριακό βάρος της ουσίας είναι 48 (για σύγκριση - Mr_(αέρας)=29). Η μυρωδιά του όζοντος θυμίζει καταιγίδα, γιατί μετά από αυτό το φυσικό φαινόμενο, υπάρχουν περισσότερα μόρια O_{3 στον αέρα. Η συγκέντρωση αυξάνεται όχι μόνο εκεί που βρίσκεται το στρώμα του όζοντος, αλλά και κοντά στην επιφάνεια της Γης. Αυτή η χημικά δραστική ουσία είναι τοξική για τους ζωντανούς οργανισμούς, αλλά γρήγορα διασπάται (διασπάται). Στο εργαστήριο και τη βιομηχανία, έχουν δημιουργηθεί ειδικές συσκευές - οζονιστές - για τη διέλευση ηλεκτρικών εκκενώσεων μέσω του αέρα ή του οξυγόνου.}

Τι είναι το στρώμα του όζοντος;

Τα μόρια

O_{3 έχουν υψηλή χημική και βιολογική δράση. Η προσκόλληση του τρίτου ατόμου στο διατομικό οξυγόνο συνοδεύεται από αύξηση του ενεργειακού αποθέματος και αστάθεια της ένωσης. Το όζον αποσυντίθεται εύκολα σε μοριακό οξυγόνο και ένα ενεργό σωματίδιο, το οποίο οξειδώνει έντονα άλλες ουσίες και σκοτώνει τους μικροοργανισμούς. Αλλά πιο συχνά, ερωτήματα που σχετίζονται με την οσμή ένωση αφορούν τη συσσώρευσή της στην ατμόσφαιρα πάνω από τη Γη. Τι είναι το στρώμα του όζοντος και γιατί είναι επιβλαβής η καταστροφή του;}

Υπάρχει πάντα μια ορισμένη ποσότητα μορίων O_{3 κοντά στην επιφάνεια του πλανήτη μας, αλλά η συγκέντρωση της ένωσης αυξάνεται με το ύψος. Ο σχηματισμός αυτής της ουσίας συμβαίνει στη στρατόσφαιρα λόγω της υπεριώδους ακτινοβολίας του Ήλιου, η οποία μεταφέρει μεγάλη ποσότητα ενέργειας.}

Οζονόσφαιρα

Υπάρχειμια περιοχή του διαστήματος πάνω από τη Γη όπου υπάρχει πολύ περισσότερο όζον από ό,τι στην επιφάνεια. Αλλά γενικά, το κέλυφος, που αποτελείται από μόρια O_{3, είναι λεπτό και ασυνεχές. Πού βρίσκεται το στρώμα του όζοντος της Γης ή η οζονόσφαιρα του πλανήτη μας; Η μεταβλητότητα στο πάχος αυτής της οθόνης έχει μπερδέψει επανειλημμένα τους ερευνητές.}

Μια ορισμένη ποσότητα όζοντος υπάρχει πάντα στην ατμόσφαιρα της Γης, υπάρχουν σημαντικές διακυμάνσεις στη συγκέντρωσή του με το ύψος και με τα χρόνια. Θα εξετάσουμε αυτά τα προβλήματα αφού μάθουμε την ακριβή θέση της προστατευτικής οθόνης των μορίων O_3.

Πού βρίσκεται το στρώμα του όζοντος της Γης;

Μια αξιοσημείωτη αύξηση της περιεκτικότητας σε μόρια του όζοντος ξεκινά σε απόσταση 10 km και παραμένει έως και 50 km πάνω από τη Γη. Αλλά η ποσότητα της ύλης που υπάρχει στην τροπόσφαιρα δεν είναι ακόμη οθόνη. Καθώς απομακρύνεστε από την επιφάνεια της γης, η πυκνότητα του όζοντος αυξάνεται. Οι μέγιστες τιμές πέφτουν στη στρατόσφαιρα, την περιοχή της σε υψόμετρο 20 έως 25 km. Υπάρχουν 10 φορές περισσότερα μόρια O_{3 εδώ από ό,τι στην επιφάνεια της Γης.}

Αλλά γιατί το πάχος, η ακεραιότητα της στιβάδας του όζοντος προκαλεί ανησυχία για τους επιστήμονες και τους απλούς ανθρώπους; Μια έκρηξη για την κατάσταση της προστατευτικής οθόνης ξέσπασε τον περασμένο αιώνα. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το στρώμα του όζοντος της ατμόσφαιρας πάνω από την Ανταρκτική έχει γίνει πιο λεπτό. Διαπιστώθηκε η κύρια αιτία του φαινομένου - η διάσταση των μορίων O_{3. Η καταστροφή συμβαίνει ως αποτέλεσμα της συνδυασμένης επίδρασης πολλών παραγόντων, μεταξύ των οποίων ο κορυφαίος είναι ανθρωπογενής, που σχετίζεται με τις δραστηριότητες της ανθρωπότητας.}

Τρύπες του όζοντος

Τα τελευταία 30-40 χρόνια, οι επιστήμονες παρατήρησαν την εμφάνιση κενών στην προστατευτική οθόνη πάνω από την επιφάνεια της Γης. Η επιστημονική κοινότητα έχει θορυβηθεί από τις αναφορές ότι το στρώμα του όζοντος, η ασπίδα της Γης, υποβαθμίζεται με ταχείς ρυθμούς. Όλα τα μέσα ενημέρωσης στα μέσα της δεκαετίας του 1980 τύπωσαν 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 ανάπτυξη της βλάβης ονομάστηκε τεχνητές και συνθετικές ουσίες - χλωροφθοράνθρακες. Οι πιο κοινές ομάδες αυτών των ενώσεων είναι τα φρέον ή τα ψυκτικά μέσα. Περισσότερες από 40 ουσίες που ανήκουν σε αυτή την ομάδα είναι γνωστές. Προέρχονται από πολλές πηγές, επειδή οι εφαρμογές περιλαμβάνουν τη βιομηχανία τροφίμων, χημικών, αρωμάτων και άλλες βιομηχανίες.

Η σύνθεση των φρεονίων, εκτός από άνθρακα και υδρογόνο, περιλαμβάνει αλογόνα: φθόριο, χλώριο, μερικές φορές βρώμιο. Ένας μεγάλος αριθμός τέτοιων ουσιών χρησιμοποιούνται ως ψυκτικά σε ψυγεία και κλιματιστικά. Τα ίδια τα φρέον είναι σταθερά, αλλά σε υψηλές θερμοκρασίες και παρουσία ενεργών χημικών παραγόντων, εισέρχονται σε αντιδράσεις οξείδωσης. Τα προϊόντα αντίδρασης μπορεί να περιλαμβάνουν ενώσεις που είναι τοξικές για τους ζωντανούς οργανισμούς.

Οθόνη φρεονίων και όζοντος

Οι χλωροφθοράνθρακες αλληλεπιδρούν με μόρια Ο3 και καταστρέφουν το προστατευτικό στρώμα πάνω από την επιφάνεια της Γης. Αρχικά, η αραίωση της οζονόσφαιρας θεωρήθηκε ως μια φυσική διακύμανση του πάχους της, κάτι που συμβαίνει συνεχώς. Όμως με την πάροδο του χρόνου έγιναν αντιληπτές τρύπες όπως η «τρύπα» πάνω από την Ανταρκτικήσε όλο το βόρειο ημισφαίριο. Ο αριθμός τέτοιων χασμάτων έχει αυξηθεί από την πρώτη παρατήρηση, αλλά είναι μικρότερα σε μέγεθος από ό,τι πάνω από την παγωμένη ήπειρο.

Αρχικά, οι επιστήμονες αμφέβαλλαν ότι ήταν οι CFC που προκάλεσαν τη διαδικασία της καταστροφής του όζοντος. Πρόκειται για ουσίες με μεγάλο μοριακό βάρος. Πώς μπορούν να φτάσουν στη στρατόσφαιρα, όπου βρίσκεται το στρώμα του όζοντος, αν είναι πολύ βαρύτερο από το οξυγόνο, το άζωτο και το διοξείδιο του άνθρακα; Παρατηρήσεις ανοδικών ροών στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια καταιγίδας, καθώς και πειράματα, έχουν αποδείξει τη δυνατότητα διείσδυσης διαφόρων σωματιδίων με αέρα σε ύψος 10–20 km πάνω από τη Γη, όπου βρίσκεται το όριο της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας.

Ποικιλίες ουσιών που καταστρέφουν το όζον

Η ασπίδα του όζοντος δέχεται επίσης οξείδια του αζώτου που προκύπτουν από την καύση καυσίμου στους κινητήρες υπερηχητικών αεροσκαφών και διαφόρων τύπων διαστημικών σκαφών. Συμπληρώστε τον κατάλογο των ουσιών από τις οποίες καταστρέφεται η ατμόσφαιρα, το στρώμα του όζοντος και οι εκπομπές από τα ηφαίστεια της γης. Μερικές φορές τα ρεύματα αερίων και σκόνης φτάνουν σε ύψος 10-15 χιλιομέτρων και απλώνονται σε εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα.

Η αιθαλομίχλη σε μεγάλα βιομηχανικά κέντρα και μεγαλουπόλεις συμβάλλει επίσης στη διάσπαση των μορίων O₃ στην ατμόσφαιρα. Ο λόγος για την αύξηση του μεγέθους των τρυπών του όζοντος θεωρείται επίσης η αύξηση των συγκεντρώσεων των λεγόμενων αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, όπου βρίσκεται το στρώμα του όζοντος. Έτσι, το παγκόσμιο περιβαλλοντικό πρόβλημα της κλιματικής αλλαγής σχετίζεται άμεσα με τα ζητήματα της καταστροφής του όζοντος. Γεγονός είναι ότι τα αέρια του θερμοκηπίου περιέχουνουσίες που αντιδρούν με μόρια O_{3. Το όζον διασπάται, το άτομο οξυγόνου προκαλεί την οξείδωση άλλων στοιχείων.}

Κίνδυνος απώλειας της ασπίδας του όζοντος

Υπήρχαν κενά στην οζονόσφαιρα πριν από τις διαστημικές πτήσεις, την εμφάνιση φρέον και άλλων ατμοσφαιρικών ρύπων; Τα παραπάνω ερωτήματα είναι συζητήσιμα, αλλά ένα συμπέρασμα υποδηλώνει από μόνο του: το στρώμα του όζοντος της ατμόσφαιρας πρέπει να μελετηθεί και να διαφυλαχθεί από την καταστροφή. Ο πλανήτης μας χωρίς οθόνη μορίων O_{3 χάνει την προστασία του από τις σκληρές κοσμικές ακτίνες ορισμένου μήκους που απορροφούνται από το στρώμα της δραστικής ουσίας. Εάν η ασπίδα του όζοντος είναι λεπτή ή απουσιάζει, τότε οι βασικές διαδικασίες ζωής στη Γη κινδυνεύουν. Η υπερβολική υπεριώδης ακτινοβολία αυξάνει τον κίνδυνο μεταλλάξεων στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών.}

Προστασία της στιβάδας του όζοντος

Η έλλειψη δεδομένων για το πάχος της προστατευτικής οθόνης κατά τους περασμένους αιώνες και χιλιετίες δυσκολεύει τις προβλέψεις. Τι θα συμβεί αν η οζονόσφαιρα καταρρεύσει εντελώς; Για αρκετές δεκαετίες, οι γιατροί έχουν σημειώσει μια αύξηση στον αριθμό των ανθρώπων που προσβάλλονται από καρκίνο του δέρματος. Αυτή είναι μια από τις ασθένειες που προκαλούνται από την υπερβολική υπεριώδη ακτινοβολία.

Το 1987, αρκετές χώρες προσχώρησαν στο Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ, το οποίο προέβλεπε τη μείωση και την πλήρη απαγόρευση της παραγωγής χλωροφθορανθράκων. Αυτό ήταν μόνο ένα από τα μέτρα που θα βοηθήσουν στη διατήρηση του στρώματος του όζοντος - της υπεριώδους ασπίδας της Γης. Όμως τα φρέον εξακολουθούν να παράγονται από τη βιομηχανία και εισέρχονται στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, συμμόρφωση με το ΜόντρεαλΤο πρωτόκολλο οδήγησε στη μείωση των τρυπών του όζοντος.

Τι μπορούν να κάνουν όλοι για να σώσουν την οζονόσφαιρα;

Ερευνητές προτείνουν ότι η πλήρης αποκατάσταση της προστατευτικής οθόνης θα διαρκέσει αρκετές δεκαετίες ακόμα. Και αυτό σε περίπτωση που σταματήσει η εντατική καταστροφή του, γεγονός που εγείρει πολλές αμφιβολίες. Αέρια του θερμοκηπίου συνεχίζουν να εισέρχονται στην ατμόσφαιρα, εκτοξεύονται ρουκέτες και άλλα διαστημόπλοια και ο στόλος των αεροσκαφών σε διάφορες χώρες αυξάνεται. Αυτό σημαίνει ότι οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη αναπτύξει αποτελεσματικούς τρόπους για την προστασία της ασπίδας του όζοντος από την καταστροφή.

Σε καθημερινό επίπεδο, όλοι μπορούν επίσης να συνεισφέρουν. Το όζον θα αποσυντεθεί λιγότερο εάν ο αέρας γίνει καθαρότερος, περιέχει λιγότερη σκόνη, αιθάλη και τοξικές εκπομπές οχημάτων. Για την προστασία της λεπτής οζονόσφαιρας, είναι απαραίτητο να σταματήσει η καύση των απορριμμάτων, να καθιερωθεί η ασφαλής απόρριψή τους παντού. Οι μεταφορές θα πρέπει να στραφούν σε πιο φιλικά προς το περιβάλλον καύσιμα και θα πρέπει να εξοικονομηθούν παντού διάφοροι τύποι ενεργειακών πόρων.