Otsonipallo on planeettamme ilmakehän kerros, joka viivästää ultraviolettispektrin kaikkein jäykeintä osaa. Jotkut auringonvalotyypit ovat haitallisia eläville organismeille. Määräajoin otsonipallo ohuempi, siihen tulee erikokoisia aukkoja. Vaaralliset säteet voivat tunkeutua vapaasti maan pinnan aukkojen läpi. Missä otsonikerros sijaitsee? Mitä voidaan tehdä sen tallentamiseksi? Ehdotettu artikkeli on omistettu keskusteluun näistä maapallon ja ekologian ongelmista.
Mikä on otsoni?
Happi maan päällä esiintyy kahden yksinkertaisen kaasumaisen yhdisteen muodossa, se on osa vettä ja erittäin suuri määrä muita yleisiä epäorgaanisia ja orgaanisia aineita (silikaatit, karbonaatit, sulfaatit, proteiinit, hiilihydraatit, rasvat). Yksi elementin tunnetuimmista allotrooppisista modifikaatioista on yksinkertainen happi, sen kaava on 02. Toinen atomien modifikaatio on O (otsoni). Tämän aineen kaava on O 3. Triatomisia molekyylejä muodostuu ylimääräisellä energialla esimerkiksi luonnossa tapahtuvien salamapurkausten seurauksena. Seuraavaksi selvitetään, mikä on maan otsonikerros, miksi sen paksuus muuttuu jatkuvasti.
Normaaliolosuhteissa otsoni on sininen kaasu, jolla on terävä, spesifinen tuoksu. Aineen molekyylipaino on 48 (vertailua varten, Mr (ilma) = 29). Otsonin haju muistuttaa ukkosta, koska tämän ilmassa olevan O 3 -molekyylien luonnollisen ilmiön seurauksena suurenee. Pitoisuus kasvaa paitsi otsonikerroksen lisäksi myös lähellä maan pintaa. Tämä kemiallisesti aktiivinen aine on myrkyllistä eläville organismeille, mutta hajoaa nopeasti (hajoaa). Laboratoriossa ja teollisuudessa on luotu erityisiä laitteita - otsonisaattoreita - sähköpurkauksien johtamiseksi ilman tai hapen läpi.
Mikä on otsonikerros?
O 3 -molekyyleillä on korkea kemiallinen ja biologinen aktiivisuus. Kolmannen atomin kiinnittymiseen diatomihappoon liittyy yhdisteen energiavarannon ja epävakauden lisääntyminen. Otsoni hajoaa helposti molekyylin happeksi ja aktiiviseksi hiukkaseksi, joka hapettaa energisesti muita aineita ja tappaa mikro-organismit. Mutta useammin hajuyhdisteeseen liittyvät kysymykset liittyvät sen kertymiseen ilmakehään maan yläpuolelle. Mikä on otsonikerros ja miksi sen tuhoaminen on haitallista?
Suoraan planeettamme pinnalla on aina tietty määrä O 3 -molekyylejä, mutta yhdisteen pitoisuus kasvaa korkeuden myötä. Tämän aineen muodostuminen tapahtuu stratosfäärissä auringon ultraviolettisäteilyn takia, joka kuljettaa suuren määrän energiaa.
ozonosphere
Maan yläpuolella on avaruusalue, jossa otsoni on paljon suurempi kuin lähellä pintaa. Mutta yleensä kuori, joka koostuu O 3 -molekyyleistä, on ohut ja epäjatkuva. Missä on maapallon otsonikerros tai planeettamme otsonipallo? Tämän näytön paksuuden epäjohdonmukaisuus on toistuvasti hämmentänyt tutkijoita.
Maan ilmakehässä on aina tietty määrä otsonia; sen pitoisuuksien merkittäviä vaihteluita havaitaan korkeuden ja vuosien mittaan. Käsittelemme näitä ongelmia, kun olemme selvittäneet O 3 -molekyyleistä tehdyn suojakilven tarkan sijainnin.
Missä on maan otsonikerros?
Otsonimolekyylien pitoisuuden huomattava kasvu alkaa 10 km: n etäisyydeltä ja pysyy 50 km: n päässä maan yläpuolella. Mutta troposfäärissä olevan aineen määrä ei ole vielä näyttö. Kun siirryt pois maan pinnasta, otsonitiheys kasvaa. Suurimmat arvot laskeutuvat stratosfääriin, sen alueelle 20-25 km: n korkeudessa. Tässä O 3 -molekyylejä on 10 kertaa enemmän kuin maan pinnalla.
Mutta miksi otsonikerroksen paksuus ja eheys ovat huolestuneita tutkijoille ja tavallisille ihmisille? Suojakilven tilan puomi puhkesi viime vuosisadalla. Tutkijat ovat havainneet, että Antarktikan yläpuolella olevan ilmakehän otsonikerros on ohuempi. Ilmiön pääasiallinen syy todettiin - O 3 -molekyylien dissosiaatio. Tuhoaminen tapahtuu useiden tekijöiden yhdistetyn vaikutuksen seurauksena, ja johtava niistä on ihmisen toimintaan liittyvä ihmisen toiminta.
Otsonireiät
Viimeisen 30–40 vuoden aikana tutkijat ovat havainneet, että suojakilpessä on aukkoja maanpinnan yläpuolella. Tiedeyhteisöä huolestuttivat raportit siitä, että otsonikerros - maapallon suoja - hajoaa aktiivisesti. Kaikki tiedotusvälineet julkaisivat 1980-luvun puolivälissä "reiän" Etelämantereen yli. Tutkijat huomasivat, että tämä otsonikerroksen aukko kasvaa keväällä. Tärkein syy vaurioiden kasvuun oli nimeltään keinotekoisia ja synteettisiä aineita - kloorifluorihiilivetyjä. Näiden yhdisteiden yleisimmät ryhmät ovat freonit tai klodogeenit. Yli 40 tähän ryhmään kuuluvaa ainetta tunnetaan. Ne tulevat monista lähteistä, koska sovelluksia ovat elintarvike-, kemian-, hajuvesiteollisuus ja muu teollisuus.
Freonien koostumus sisältää hiilen ja vedyn lisäksi halogeeneja: fluoria, klooria, joskus bromia. Suuri määrä tällaisia aineita käytetään kylmäaineina jääkaappeissa ja ilmastointilaitteissa. Freonit ovat itsessään stabiileja, mutta korkeissa lämpötiloissa ja aktiivisten kemiallisten aineiden läsnäollessa tapahtuvat hapettumisreaktioita. Reaktiotuotteissa voi olla eläville organismeille myrkyllisiä yhdisteitä.
Freonit ja otsoniseula
Kloorifluorihiilivedyt ovat vuorovaikutuksessa O3-molekyylien kanssa ja tuhoavat suojakerroksen maapallon yläpuolella. Aluksi otonosfäärin ohenemista pidettiin sen paksuuden luonnollisena heilahteluena, jota tapahtuu jatkuvasti. Mutta ajan mittaan Antarktikan yläpuolella oli reikiä, kuten reikää, nähtiin koko pohjoisella pallonpuoliskolla. Tällaisten aukkojen lukumäärä on kasvanut ensimmäisestä havainnosta, mutta ne ovat kooltaan pienempiä kuin mantereen yli.
Aluksi tutkijat epäilivät, että otsonit tuhoutuivat freoneista. Nämä ovat aineita, joilla on suuri molekyylipaino. Kuinka ne pääsevät stratosfääriin, missä otsonikerros on, jos se on paljon raskaampaa kuin happi, typpi ja hiilidioksidi? Ilmakehän nousevien virtausten havainnot ukonilman aikana sekä suoritetut kokeet osoittivat mahdollisuuden tunkeutua erilaisten hiukkasten kanssa ilmaan 10–20 km: n korkeudelle maan päälle, missä troposfäärin ja stratosfäärin raja on.
Erilaisia otsonin tuhoajia
Ylinäänikoneiden ja erityyppisten avaruusalusten moottorien polttoaineen palamisesta syntyvät typen oksidit pääsevät myös otsoniseulavyöhykkeelle. Ne täydentävät luetteloa aineista, joista ilmapiiri, otsonikerros ja maanpäälliset tulivuoret päästöt tuhoutuvat. Joskus kaasu- ja pölyvirrat saavuttavat 10–15 kilometrin korkeuden ja levittävät satoja tuhansia kilometrejä.
Suurten teollisuuskeskusten ja megakaupunkien aiheuttama hengitys vaikuttaa myös O3-molekyylien dissosioitumiseen ilmakehässä. Syynä otsonireikien koon lisääntymiselle pidetään myös ns. Kasvihuonekaasujen pitoisuuden nousua ilmakehässä, jossa otsonikerros sijaitsee. Siksi ilmastonmuutoksen globaali ympäristökysymys liittyy suoraan otsonikatoa koskeviin kysymyksiin. Tosiasia, että kasvihuonekaasut sisältävät aineita, jotka reagoivat O 3 -molekyylien kanssa. Otsoni dissosioituu, happiatomi aiheuttaa muiden alkuaineiden hapettumisen.
Otsonikilven menettämisen vaara
Olikosfäärissä oli ennen aukkoon lentämistä aukkoja, freonien ja muiden ilmakehän epäpuhtauksien ulkonäköä? Luettelossa esitetyt asiat ovat kiistanalaisia, mutta yksi johtopäätös on ilmeinen: ilmakehän otsonikerros on tutkittava ja suojattava tuhoutumiselta. Maapallomme, jolla ei ole O 3 -molekyylien seulaa, menettää suojansa tietyn pituisen kovan kosmisen säteen varalta, jonka absorboi aktiivisen aineen kerros. Jos otsoniseula on ohut tai sitä ei ole, niin maapallon peruselvitysprosessit ovat vaarassa. Liiallinen ultravioletti säteily lisää mutaatioiden riskiä elävien organismien soluissa.
Otsonikerroksen suojaus
Suojaussuojan paksuuden tietojen puuttuminen viime vuosisatojen ja vuosituhansien ajan vaikeuttaa ennusteita. Mitä tapahtuu, jos otsonipallo romahtaa kokonaan? Lääkärit ovat useiden vuosikymmenien ajan havainneet ihosyöpään kärsivien ihmisten määrän lisääntyneen. Tämä on yksi sairauksista, jotka aiheuttavat liiallista ultraviolettisäteilyä.
Vuonna 1987 useat maat liittyivät Montrealin pöytäkirjaan, jossa määrättiin kloorifluorihiilivetyjen tuotannon vähentämisestä ja täydellisestä kieltämisestä. Tämä oli vain yksi toimenpiteistä, jotka auttavat säilyttämään otsonikerroksen - maan ultraviolettivaipan. Mutta freoneja tuottaa edelleen teollisuus ja ne tulevat ilmakehään. Montrealin pöytäkirjan noudattaminen on kuitenkin vähentänyt otsonireikien määrää.
