De ozonosfeer is een laag van de atmosfeer van onze planeet die het meest rigide deel van het ultraviolette spectrum vertraagt. Sommige soorten zonlicht zijn schadelijk voor levende organismen. Periodiek wordt de ozonosfeer dunner; er verschijnen gaten van verschillende groottes in. Gevaarlijke stralen kunnen vrij door de openingen op het aardoppervlak dringen. Waar zit de ozonlaag? Wat kan er worden gedaan om het op te slaan? Het voorgestelde artikel is gewijd aan de bespreking van deze problemen van geografie en ecologie van de aarde.
Wat is ozon?
Zuurstof op aarde bestaat in de vorm van twee eenvoudige gasvormige verbindingen, maakt deel uit van water en een groot aantal andere veel voorkomende anorganische en organische stoffen (silicaten, carbonaten, sulfaten, eiwitten, koolhydraten, vetten). Een van de meer bekende allotrope modificaties van het element is de eenvoudige stof zuurstof, de formule is O 2. De tweede wijziging van atomen is O (ozon). De formule van deze stof is O 3. Triatomaire moleculen worden gevormd met een teveel aan energie, bijvoorbeeld door blikseminslag in de natuur. Vervolgens zullen we ontdekken wat de ozonlaag van de aarde is, waarom de dikte constant verandert.
Ozon is onder normale omstandigheden een blauw gas met een scherp, specifiek aroma. Het molecuulgewicht van de stof is 48 (ter vergelijking, Mr (lucht) = 29). De geur van ozon doet denken aan een onweersbui, want na dit natuurlijk verschijnsel van O 3 -moleculen in de lucht wordt het groter. De concentratie neemt niet alleen toe waar de ozonlaag zich bevindt, maar ook dicht bij het aardoppervlak. Deze chemisch actieve stof is giftig voor levende organismen, maar dissocieert snel (ontleedt). In het laboratorium en de industrie zijn speciale apparaten gemaakt - ozonizers - voor het doorlaten van elektrische ontladingen door lucht of zuurstof.
Wat is de ozonlaag?
O 3 -moleculen hebben een hoge chemische en biologische activiteit. De aanhechting van het derde atoom aan diatomaire zuurstof gaat gepaard met een toename van de energiereserve en instabiliteit van de verbinding. Ozon valt gemakkelijk uiteen in moleculaire zuurstof en een actief deeltje, dat andere stoffen energetisch oxideert en micro-organismen doodt. Maar vaker hebben problemen met betrekking tot de ruikende verbinding betrekking op de accumulatie ervan in de atmosfeer boven de aarde. Wat is de ozonlaag en waarom is de vernietiging ervan schadelijk?
Direct aan het oppervlak van onze planeet is er altijd een bepaald aantal O 3 -moleculen, maar de concentratie van de verbinding neemt toe met de hoogte. De vorming van deze stof vindt plaats in de stratosfeer door de ultraviolette straling van de zon, die een grote energietoevoer draagt.
Ozonosfeer
Er is een ruimte boven de aarde waar ozon veel groter is dan aan de oppervlakte. Maar over het algemeen is de schaal bestaande uit O 3 -moleculen dun en discontinu. Waar is de ozonlaag van de aarde of de ozonosfeer van onze planeet? De inconsistentie in de dikte van dit scherm heeft onderzoekers herhaaldelijk in verwarring gebracht.
Er is altijd een bepaalde hoeveelheid ozon aanwezig in de atmosfeer van de aarde; aanzienlijke schommelingen in de concentratie worden waargenomen met de hoogte en door de jaren heen. We zullen deze problemen aanpakken nadat we de exacte locatie van het beschermende schild van O 3- moleculen hebben ontdekt.
Waar is de ozonlaag van de aarde?
Een merkbare toename van het gehalte aan ozonmoleculen begint op een afstand van 10 km en blijft tot 50 km boven de aarde. Maar de hoeveelheid materie in de troposfeer is nog geen scherm. Naarmate je weggaat van het aardoppervlak, neemt de ozondichtheid toe. De maximale waarden vallen op de stratosfeer, het gebied op een hoogte van 20 tot 25 km. Hier zitten O 3 -moleculen 10 keer meer dan aan de oppervlakte van de aarde.
Maar waarom is de dikte en integriteit van de ozonlaag zorgwekkend voor wetenschappers en gewone mensen? De hausse over de toestand van het beschermende schild is in de afgelopen eeuw losgebarsten. Onderzoekers hebben ontdekt dat de ozonlaag van de atmosfeer boven Antarctica dunner is geworden. De hoofdoorzaak van het fenomeen werd vastgesteld - de dissociatie van O 3 -moleculen. De vernietiging vindt plaats als gevolg van de gecombineerde invloed van een aantal factoren, waarvan de belangrijkste als antropogeen worden beschouwd, geassocieerd met de activiteiten van de mensheid.
Ozon gaten
In de afgelopen 30-40 jaar hebben wetenschappers opgemerkt dat er gaten zijn in het beschermende schild boven het aardoppervlak. De wetenschappelijke gemeenschap was gealarmeerd door berichten dat de ozonlaag - het schild van de aarde - actief achteruitgaat. Halverwege de jaren tachtig publiceerden alle media berichten over een 'gat' boven Antarctica. Onderzoekers merkten op dat deze kloof in de ozonlaag in het voorjaar groter wordt. De belangrijkste reden voor het ontstaan van schade heette kunstmatige en synthetische stoffen - chloorfluorkoolwaterstoffen. De meest voorkomende groepen van deze verbindingen zijn freons of chladogenen. Er zijn meer dan 40 stoffen van deze groep bekend. Ze komen uit vele bronnen, omdat de toepassingen onder meer de voedingsmiddelen-, chemische, parfumerie- en andere industrieën omvatten.
De samenstelling van freonen omvat naast koolstof en waterstof ook halogenen: fluor, chloor, soms broom. Een groot aantal van dergelijke stoffen wordt gebruikt als koelmiddel in koelkasten, airconditioners. Freonen zelf zijn stabiel, maar gaan bij hoge temperaturen en in aanwezigheid van actieve chemische agentia oxidatiereacties aan. Onder de reactieproducten kunnen verbindingen vallen die giftig zijn voor levende organismen.
Freons en het ozonscherm
Chloorfluorkoolwaterstoffen werken samen met O3-moleculen en vernietigen de beschermende laag boven het aardoppervlak. Aanvankelijk werd het uitdunnen van de ozonosfeer opgevat als een natuurlijke schommeling van de dikte, die constant plaatsvindt. Maar na verloop van tijd werden op het hele noordelijk halfrond gaten als een "gat" boven Antarctica gezien. Het aantal van dergelijke hiaten is sinds de eerste waarneming toegenomen, maar ze zijn kleiner dan over het ijscontinent.
Aanvankelijk betwijfelden wetenschappers dat het de freon was die de vernietiging van ozon veroorzaakte. Dit zijn stoffen met een groot molecuulgewicht. Hoe kunnen ze de stratosfeer bereiken, waar de ozonlaag is, als deze veel zwaarder is dan zuurstof, stikstof en kooldioxide? Waarnemingen van opgaande stromingen in de atmosfeer tijdens een onweersbui, evenals uitgevoerde experimenten, hebben de mogelijkheid aangetoond dat verschillende deeltjes met lucht kunnen doordringen tot een hoogte van 10-20 km boven de aarde, waar de grens van de troposfeer en de stratosfeer zich bevindt.
Verscheidenheid aan ozonvernietigers
Stikstofoxiden als gevolg van de verbranding van brandstof in de motoren van supersonische vliegtuigen en verschillende soorten ruimtevaartuigen komen ook in de ozonschermzone. Ze vormen een aanvulling op de lijst van stoffen waaruit de atmosfeer, de ozonlaag en de emissies van terrestrische vulkanen worden vernietigd. Soms bereiken gas- en stofstromen een hoogte van 10-15 kilometer en verspreiden honderdduizenden kilometers.
Smog over grote industriële centra en megasteden draagt ook bij aan de dissociatie van O 3 -moleculen in de atmosfeer. De reden voor de toename van de grootte van ozongaten wordt ook beschouwd als een toename van de concentratie van zogenaamde broeikasgassen in de atmosfeer waar de ozonlaag zich bevindt. Het mondiale milieuprobleem van klimaatverandering houdt dus rechtstreeks verband met vragen over ozonafbraak. Feit is dat broeikasgassen stoffen bevatten die reageren met O 3 -moleculen. Ozon dissocieert, het zuurstofatoom veroorzaakt de oxidatie van andere elementen.
Het gevaar van verlies van het ozonschild
Waren er hiaten in de ozonosfeer voordat we de ruimte in vlogen, het uiterlijk van freons en andere luchtverontreinigende stoffen? De genoemde problemen zijn discutabel, maar één conclusie ligt voor de hand: de ozonlaag van de atmosfeer moet worden bestudeerd en beschermd tegen vernietiging. Onze planeet zonder scherm van O 3 -moleculen verliest haar bescherming tegen harde kosmische straling van een bepaalde lengte die wordt geabsorbeerd door een laag actieve stof. Als het ozonscherm dun of afwezig is, lopen de basis levensprocessen op aarde gevaar. Overmatige ultraviolette straling verhoogt het risico op mutaties in de cellen van levende organismen.
Ozonlaag bescherming
Het ontbreken van gegevens over de dikte van het beschermschild in de afgelopen eeuwen en millennia maakt voorspellingen moeilijk. Wat gebeurt er als de ozonosfeer volledig instort? Al tientallen jaren merken artsen een toename van het aantal mensen dat door huidkanker wordt getroffen. Dit is een van de ziekten die overmatige ultraviolette straling veroorzaakt.
In 1987 zijn verschillende landen toegetreden tot het Montreal-protocol, dat voorzag in een verlaging en een volledig verbod op de productie van chloorfluorkoolwaterstoffen. Dit was slechts een van de maatregelen die de ozonlaag - het ultraviolette schild van de aarde - helpen beschermen. Maar freons worden nog steeds geproduceerd door de industrie en komen in de atmosfeer. Naleving van het Montreal Protocol heeft echter geleid tot een vermindering van ozongaten.
