Die osonosfeer is die laag van ons planeet se atmosfeer wat die hardste deel van die ultravioletspektrum blokkeer. Sommige soorte sonlig het 'n nadelige uitwerking op lewende organismes. Van tyd tot tyd word die osonsfeer dunner, gapings van verskillende groottes verskyn daarin. Gevaarlike strale kan vrylik deur die gate wat op die oppervlak van die Aarde verskyn het, binnedring. Waar is die osoonlaag geleë? Wat kan gedoen word om dit te red? Die voorgestelde artikel word gewy aan die bespreking van hierdie probleme van geografie en ekologie van die Aarde.
Wat is osoon?
Suurstof op Aarde bestaan in die vorm van twee eenvoudige gasvormige verbindings, is deel van water en 'n baie groot aantal ander algemene anorganiese en organiese stowwe (silikate, karbonate, sulfate, proteïene, koolhidrate, vette). Een van die meer bekende allotropiese modifikasies van die element is die eenvoudige stof suurstof, sy formule is O2. Die tweede modifikasie van atome is O (osoon). Die formule vir hierdie stof is O3. Triatomiese molekules word gevorm wanneer daar 'n oormaat energie is, byvoorbeeld as gevolg van weerligontladings in die natuur. Vervolgens sal ons uitvind wat die osoonlaag van die aarde is, hoekom sy dikte voortdurend verander.
Osoon onder normale toestande is 'n blou gas met 'n skerp, spesifieke aroma. Die molekulêre gewig van die stof is 48 (ter vergelyking - Mr(lug)=29). Die reuk van osoon herinner aan 'n donderstorm, want ná hierdie natuurverskynsel is daar meer O3 molekules in die lug. Die konsentrasie verhoog nie net waar die osoonlaag geleë is nie, maar ook naby die Aarde se oppervlak. Hierdie chemies aktiewe stof is giftig vir lewende organismes, maar dissosieer vinnig (breek af). In die laboratorium en industrie is spesiale toestelle geskep - osooniseerders - om elektriese ontladings deur lug of suurstof te laat beweeg.
Wat is die osoonlaag?
O3 molekules het hoë chemiese en biologiese aktiwiteit. Die aanhegting van die derde atoom aan diatomiese suurstof gaan gepaard met 'n toename in die energiereserwe en die onstabiliteit van die verbinding. Osoon ontbind maklik in molekulêre suurstof en 'n aktiewe deeltjie, wat ander stowwe kragtig oksideer en mikroörganismes doodmaak. Maar meer dikwels, vrae wat verband hou met die reukverbinding gaan oor die ophoping daarvan in die atmosfeer bo die Aarde. Wat is die osoonlaag en hoekom is die vernietiging daarvan skadelik?
Daar is altyd 'n sekere hoeveelheid O3 molekules naby die oppervlak van ons planeet, maar die konsentrasie van die verbinding neem toe met hoogte. Die vorming van hierdie stof vind in die stratosfeer plaas as gevolg van die ultravioletstraling van die Son, wat 'n groot voorraad energie dra.
Ozonesfeer
Daar is'n gebied van die ruimte bo die Aarde waar daar baie meer osoon is as op die oppervlak. Maar oor die algemeen is die dop, wat uit O3 molekules bestaan, dun en diskontinu. Waar is die osoonlaag van die Aarde of die osonosfeer van ons planeet geleë? Die variasie in die dikte van hierdie skerm het navorsers herhaaldelik verwar.
'n Sekere hoeveelheid osoon is altyd teenwoordig in die Aarde se atmosfeer, daar is aansienlike skommelinge in die konsentrasie daarvan met hoogte en oor die jare. Ons sal hierdie probleme ondersoek nadat ons die presiese ligging van die beskermende skerm van molekules O3 uitgevind het.
Waar is die aarde se osoonlaag?
'n Merkbare toename in die inhoud van osoonmolekules begin op 'n afstand van 10 km en duur tot 50 km bo die Aarde voort. Maar die hoeveelheid materie wat in die troposfeer voorkom, is nog nie 'n skerm nie. Soos jy wegbeweeg van die aarde se oppervlak, neem die digtheid van osoon toe. Die maksimum waardes val op die stratosfeer, sy streek op 'n hoogte van 20 tot 25 km. Daar is 10 keer meer O3 molekules hier as by die oppervlak van die Aarde.
Maar hoekom is die dikte, integriteit van die osoonlaag kommerwekkend vir wetenskaplikes en gewone mense? 'n Oplewing oor die toestand van die beskermende skerm het in die afgelope eeu uitgebreek. Navorsers het gevind dat die osoonlaag van die atmosfeer oor Antarktika dunner geword het. Die hoofoorsaak van die verskynsel is vasgestel - die dissosiasie van O3 molekules. Vernietiging vind plaas as gevolg van die gekombineerde effek van 'n aantal faktore, die leidende onder hulle is antropogenies, geassosieer met die aktiwiteite van die mensdom.
Osoongate
In die afgelope 30-40 jaar het wetenskaplikes die voorkoms van gapings in die beskermende skerm bo die Aarde se oppervlak opgemerk. Die wetenskaplike gemeenskap is bekommerd oor berigte dat die osoonlaag, die Aarde se skild, vinnig besig is om te verval. Al die media in die middel-1980's het berigte gedruk van 'n "gat" oor Antarktika. Die navorsers het opgemerk dat hierdie gaping in die osoonlaag in die lente toeneem. Die hoofrede vir die groei van skade is kunsmatige en sintetiese stowwe genoem - chloorfluorkoolstowwe. Die mees algemene groepe van hierdie verbindings is freons of koelmiddels. Meer as 40 stowwe wat aan hierdie groep behoort, is bekend. Hulle kom uit baie bronne omdat toepassings die voedsel-, chemiese, parfuum- en ander industrieë insluit.
Die samestelling van freone, benewens koolstof en waterstof, sluit halogene in: fluoor, chloor, soms broom. 'n Groot aantal sulke stowwe word as koelmiddels in yskaste en lugversorgers gebruik. Freone self is stabiel, maar by hoë temperature en in die teenwoordigheid van aktiewe chemiese middels tree hulle in oksidasiereaksies. Die reaksieprodukte kan verbindings insluit wat giftig is vir lewende organismes.
Freons en osoonskerm
Chloorfluoorkoolstowwe wissel met O3-molekules en vernietig die beskermende laag bo die Aarde se oppervlak. Aanvanklik is die verdunning van die osonosfeer as 'n natuurlike fluktuasie in sy dikte beskou, wat heeltyd gebeur. Maar mettertyd is gate soos die “gat” oor Antarktika opgemerkregdeur die Noordelike Halfrond. Die aantal sulke gapings het sedert die eerste waarneming toegeneem, maar hulle is kleiner as oor die ysige vasteland.
Aanvanklik het wetenskaplikes getwyfel dat dit CFK's is wat die proses van osoonvernietiging veroorsaak het. Dit is stowwe met 'n groot molekulêre gewig. Hoe kan hulle die stratosfeer bereik, waar die osoonlaag geleë is, as dit baie swaarder as suurstof, stikstof en koolstofdioksied is? Waarnemings van opwaartse vloei in die atmosfeer tydens 'n donderstorm, sowel as eksperimente, het die moontlikheid bewys van penetrasie van verskeie deeltjies met lug tot 'n hoogte van 10–20 km bo die Aarde, waar die grens van die troposfeer en stratosfeer geleë is.
Verskeidenheid osoonuitputters
Die osoonskild ontvang ook stikstofoksiede wat voortspruit uit die verbranding van brandstof in die enjins van supersoniese vliegtuie en verskeie soorte ruimtetuie. Voltooi die lys van stowwe waaruit die atmosfeer, die osoonlaag en emissies van aardvulkane vernietig word. Soms bereik die strome gasse en stof 'n hoogte van 10-15 kilometer en versprei hulle oor honderdduisende kilometers.
Rooksmok oor groot industriële sentrums en megastede dra ook by tot die dissosiasie van O3 molekules in die atmosfeer. Die rede vir die toename in die grootte van osoongate word ook beskou as 'n toename in die konsentrasies van sogenaamde kweekhuisgasse in die atmosfeer, waar die osoonlaag geleë is. Die globale omgewingsprobleem van klimaatsverandering hou dus direk verband met die kwessies van osoonuitputting. Die feit is dat kweekhuisgasse bevatstowwe wat reageer met O3 molekules. Osoon dissosieer, suurstofatoom laat ander elemente oksideer.
Gevaar om die osoonskild te verloor
Was daar gapings in die osonsfeer voor ruimtevlugte, die voorkoms van freons en ander atmosferiese besoedelingstowwe? Bogenoemde vrae is debatteerbaar, maar een gevolgtrekking maak homself voor: die osoonlaag van die atmosfeer moet bestudeer word en teen vernietiging bewaar word. Ons planeet sonder 'n skerm van molekules O3 verloor sy beskerming teen harde kosmiese strale van 'n sekere lengte wat deur die aktiewe stoflaag geabsorbeer word. As die osoonskild dun of afwesig is, word die basiese lewensprosesse op Aarde in gevaar gestel. Oormatige ultravioletstraling verhoog die risiko van mutasies in die selle van lewende organismes.
Beskerming van die osoonlaag
Die gebrek aan data oor die dikte van die beskermende skerm in die afgelope eeue en millennia maak voorspellings moeilik. Wat gebeur as die osonsfeer heeltemal ineenstort? Vir 'n paar dekades het dokters 'n toename in die aantal mense wat deur velkanker geraak word, opgemerk. Dit is een van die siektes wat veroorsaak word deur oormatige ultravioletstraling.
In 1987 het verskeie lande by die Montreal-protokol aangesluit, wat voorsiening gemaak het vir die vermindering en algehele verbod op die vervaardiging van chloorfluorkoolstowwe. Dit was net een van die maatreëls wat sal help om die osoonlaag – die Aarde se ultravioletskild – te bewaar. Maar freons word steeds deur die industrie vervaardig en betree die atmosfeer. Maar voldoening aan die MontrealProtokol het gelei tot die vermindering van osoongate.
Wat kan almal doen om die osonosfeer te red?
Navorsers stel voor dat die volledige herstel van die beskermende skerm nog 'n paar dekades sal neem. Dit is in die geval dat die intensiewe vernietiging daarvan ophou, wat baie twyfel laat ontstaan. Kweekhuisgasse bly die atmosfeer binnedring, vuurpyle en ander ruimtetuie word gelanseer, en die vloot vliegtuie in verskillende lande groei. Dit beteken dat wetenskaplikes nog doeltreffende maniere moet ontwikkel om die osoonskild teen vernietiging te beskerm.
Op die alledaagse vlak kan almal ook bydra. Osoon sal minder ontbind word as die lug skoner word, minder stof, roet en giftige voertuigvrystellings bevat. Om die dun osonosfeer te beskerm, is dit nodig om die verbranding van afval te stop, om hul veilige wegdoening oral te vestig. Vervoer moet oorgeskakel word na meer omgewingsvriendelike brandstof, en verskeie soorte energiebronne moet oral bespaar word.
