Skirtinguose atmosferos sluoksniuose yra sluoksnis, kuriame ozono koncentracija yra didžiausia visoje planetoje. Tai ozono sluoksnis. Ši zona, esanti stratosferoje maždaug 60 km aukštyje virš jūros lygio, yra būtina gyvybei Žemėje. Taip pat galite sužinoti daugiau apie ozono sluoksnio atsistatymą – temą, kuri pastaraisiais dešimtmečiais tapo labai svarbi.
Dėl žmonių į atmosferą išskiriamų tam tikrų kenksmingų dujų šis sluoksnis suplonėjo, keldamas pavojų jo funkcijai gyvybei planetoje. Tačiau šiandien atrodo, kad jis atsigauna. Ar norite sužinoti, kokia yra ozono sluoksnio funkcija ir kokia jo svarba žmonijai? Ozono sluoksnio naikinimo tyrimas yra labai svarbus norint suprasti jo reikšmę.
Ozono dujos
Norėdami pradėti suprasti ozono sluoksnio funkciją, pirmiausia turime suprasti jį sudarančių dujų – ozono – savybes. Jo cheminė formulė yra O3 ir tai yra alotropinė deguonies forma, tai reiškia, kad tai viena iš formų, kuriomis jis gali būti aptinkamas gamtoje. Ozonas yra dujos, kurios esant įprastoms temperatūros ir slėgio sąlygoms skyla į paprastą deguonį. Jos taip pat skleidžia aštrų sieros kvapą ir yra šviesiai melsvos spalvos. Jei ozonas būtų Žemės paviršiuje, jis būtų toksiškas augalams ir gyvūnams. Tačiau jis natūraliai egzistuoja ozono sluoksnyje, ir be šios didelės dujų koncentracijos stratosferoje negalėtume išeiti į lauką.
Ozono sluoksnio vaidmuo
Ozonas yra svarbus gyvybės Žemės paviršiuje saugotojas. Taip yra dėl jo, kaip apsauginio filtro nuo Saulės ultravioletinės spinduliuotės, funkcijos. Ozonas daugiausia sugeria Saulės spindulius, kurių bangos ilgis yra nuo 280 iki 320 nm. Šiai absorbcijai būtinas ozono sluoksnio susidarymas.
Kai ultravioletinė Saulės spinduliuotė patenka į ozoną, molekulė skyla į atominį ir bendrą deguonį. Kai bendras ir atominis deguonis vėl susitinka stratosferoje, jie vėl susijungia ir sudaro ozono molekulę. Šios reakcijos stratosferoje yra pastovios, o ozonas ir deguonis egzistuoja kartu. Ozono sluoksnio svarba gyvybei Žemėje akivaizdi aplinkosaugoje.
Cheminės ozono savybės
Ozonas yra dujos, kurias galima aptikti perkūnijos metu ir šalia aukštos įtampos ar kibirkščiuojančių įrenginių. Pavyzdžiui, trintuvuose ozonas susidaro, kai dėl šepečių sąlyčio kyla kibirkštys. Jį lengva atpažinti iš kvapo. Ozono sluoksnio skylė taip pat pabrėžė jo svarbą.
Šios dujos gali kondensuotis ir pasirodyti kaip labai nestabilus mėlynas skystis. Tačiau jei jis užšals, jis bus juodai violetinės spalvos. Šiose dviejose būsenose tai yra labai sprogi medžiaga, turinti didelę oksidacinę galią.
Skildamas į chlorą, ozonas sugeba oksiduoti daugumą metalų ir, nors jo koncentracija žemės paviršiuje yra labai maža (tik apie 20 ppb), ji sugeba oksiduoti metalus.
Jis sunkesnis ir aktyvesnis už deguonį. Tai taip pat stipresnis oksidatorius, todėl naudojamas kaip dezinfekantas ir germicidas dėl savo gebėjimo oksiduoti bakterijas. Jis buvo naudojamas vandeniui valyti, organinėms medžiagoms naikinti ir orui valyti ligoninėse, povandeniniuose laivuose ir kitose aplinkose.
Kaip ozonas susidaro stratosferoje?
Ozonas gaminamas daugiausia tada, kai deguonies molekulėms tenka didelis energijos kiekis. Kai taip atsitinka, šios molekulės tampa atominiais deguonies laisvaisiais radikalais. Šios dujos yra nepaprastai nestabilios, todėl, susidūrusios su kita įprasta deguonies molekule, jos susijungia ir sudaro ozoną. Ši reakcija vyksta maždaug kas dvi sekundes.
Šiuo atveju energijos šaltinis, veikiantis paprastąją deguonį, yra Saulės ultravioletinė spinduliuotė . Ultravioletinė spinduliuotė skaido molekulinį deguonį į atominį deguonį. Kai atominės ir molekulinės deguonies molekulės susiduria ir sudaro ozoną, ozoną sunaikina pati ultravioletinė spinduliuotė.
Ozono sluoksnyje nuolat vyksta ozono molekulių, molekulinio deguonies ir atominio deguonies susidarymo ir sunaikinimo procesas . Ši dinaminė pusiausvyra apima nuolatinį ozono susidarymą ir sunaikinimą. Ozonas veikia kaip filtras, neleidžiantis kenksmingai spinduliuotei pasiekti Žemės paviršiaus.
Ozono sluoksnis
Terminas „ozono sluoksnis“ dažnai yra neteisingai suprantamas. Įprasta manyti, kad tam tikrame stratosferos aukštyje yra didelė ozono koncentracija, kuri dengia ir saugo Žemę. Tai maždaug įsivaizduojama taip, tarsi dangų dengtų debesų sluoksnis.
Tačiau taip nėra. Tiesa ta, kad ozonas nėra koncentruotas viename sluoksnyje ir nėra išsidėstęs konkrečiame aukštyje. Tai veikiau retos dujos, kurios yra labai praskiestos ore ir yra nuo žemės paviršiaus iki toli už stratosferos ribų. Tai, ką vadiname „ozono sluoksniu“, yra stratosferos sritis, kurioje ozono molekulių koncentracija yra santykinai didelė (kelios milijoninės dalys) ir daug didesnė nei kitų ozono sluoksnių koncentracijos žemės paviršiuje. Tačiau ozono koncentracija, palyginti su kitų atmosferos dujų, tokių kaip azotas, koncentracija yra labai maža.
Jei ozono sluoksnis išnyktų, Saulės ultravioletiniai spinduliai tiesiogiai, be jokio filtro, pasiektų Žemės paviršių, sterilizuotų paviršių ir sunaikintų visą gyvybę Žemėje.
Ozono dujų koncentracija ozono sluoksnyje yra apie 10 milijoninių dalių. Stratosferos ozono koncentracija kinta priklausomai nuo aukščio, tačiau ji niekada neviršija šimtatūkstantosios atmosferos, kurioje jis yra, koncentracijos. Ozonas yra tokios retos dujos, kad jei jos akimirksniu būtų atskirtos nuo likusio oro ir nuleistos iki žemės paviršiaus, jų storis būtų tik 3 mm.
Ozono sluoksnio sunaikinimas
Ozono sluoksnis pradėjo blogėti dar aštuntajame dešimtmetyje, kai buvo pastebėtas žalingas azoto oksido dujų poveikis. Šias dujas išstūmė viršgarsiniai lėktuvai.
Azoto oksidas reaguoja su ozonu, susidarydamas azoto oksidas ir paprastas deguonis. Nors tai vyksta, jo poveikis ozono sluoksniui yra minimalus. Dujos, kurios iš tikrųjų pažeidžia ozono sluoksnį, yra CFC (chlorfluorangliavandeniliai). Šios dujos yra sintetinių cheminių medžiagų naudojimo šalutinis produktas.
Pirmieji ozono sluoksnio nykimo požymiai buvo pastebėti 1977 m. Antarktidoje. Iki 1985 m. matavimai parodė, kad kenksminga ultravioletinė spinduliuotė iš Saulės padidėjo dešimt kartų, o ozono sluoksnis virš Antarktidos suplonėjo 40 % . Nuo tada pradėtas vartoti terminas „ozono skylė“.
Ozono sluoksnio plonėjimas ilgą laiką buvo paslaptis. Su saulės ciklais ar atmosferos dinaminėmis savybėmis susiję paaiškinimai atrodo nepagrįsti, o šiandien atrodo įrodyta, kad tai lemia padidėjęs freono (chlorfluorangliavandenilio arba CFC) – dujų, naudojamų aerozolių , plastikų, šaldymo ir oro kondicionavimo pramonėje, – išmetimas.
CFC yra labai stabilios dujos atmosferoje, nes jos nėra nei toksiškos, nei degios. Tai suteikia jiems ilgą gyvenimą, leidžiantį jums sunaikinti ilgą laiką jūsų kelyje esančias ozono molekules.
Jei ozono sluoksnis būtų sunaikintas, padidėjęs UV spinduliavimas sukeltų katastrofiškų biologinių reakcijų seriją, pavyzdžiui, infekcinių ligų ir odos vėžio atvejų skaičiaus augimą. Be to, neturime pamiršti, kad ozono sluoksnio svarba gyvybei Žemėje yra labai svarbi klimato kaitos akivaizdoje.
Be to, šiltnamio efektą sukeliančių dujų (kurių Žemės paviršius išskiria daugiausia dėl žmogaus veiklos), sukeliančių vadinamąjį „šiltnamio efektą“, gamyba sukels visuotinį atšilimą su regioniniais temperatūros pokyčiais, dėl kurių, be kitų veiksnių, palaipsniui tirps didelės poliarinio ledo masės, kils jūros lygis.
Tai užburtas ratas. Kuo daugiau saulės spinduliuotės pasiekia Žemės paviršių, tuo didesnis poveikis temperatūrai. Jei pridėsime visuotinio atšilimo poveikį, kurį sukelia padidėjęs šiltnamio efektas, ir didesnį Saulės UV spindulių kiekį ant ledo masių, tokių kaip Antarktida, pamatysime, kad Žemė grimzta į perkaitimo būseną, kurią skatina visi šie veiksniai.
Kaip matote, ozono sluoksnis yra gyvybiškai svarbus gyvybei planetoje, tiek žmonėms, tiek augmenijai, tiek gyvūnams. Geros būklės ozono sluoksnio išlaikymas yra prioritetas, todėl vyriausybės turi toliau dirbti uždraudžiant ozoną naikinančias dujas.
