Die Ozonosphäre ist eine Schicht der Atmosphäre unseres Planeten, die den starrsten Teil des ultravioletten Spektrums verzögert. Einige Arten von Sonnenlicht sind schädlich für lebende Organismen. In regelmäßigen Abständen wird die Ozonosphäre dünner, und es treten Lücken unterschiedlicher Größe auf. Gefährliche Strahlen können frei durch die Öffnungen auf der Erdoberfläche dringen. Wo befindet sich die Ozonschicht? Was kann getan werden, um es zu speichern? Der vorgeschlagene Artikel widmet sich der Diskussion dieser Probleme der Geographie und Ökologie der Erde.
Was ist Ozon?
Sauerstoff auf der Erde liegt in Form von zwei einfachen gasförmigen Verbindungen vor, ist Teil von Wasser und einer sehr großen Anzahl anderer üblicher anorganischer und organischer Substanzen (Silikate, Carbonate, Sulfate, Proteine, Kohlenhydrate, Fette). Eine der bekannteren allotropen Modifikationen des Elements ist die einfache Substanz Sauerstoff, deren Formel O 2 lautet. Die zweite Modifikation der Atome ist O (Ozon). Die Formel dieser Substanz lautet O 3. Triatomische Moleküle entstehen beispielsweise durch Blitzentladungen in der Natur mit einem Energieüberschuss. Als nächstes werden wir herausfinden, was die Ozonschicht der Erde ist, warum sich ihre Dicke ständig ändert.
Unter normalen Bedingungen ist Ozon ein blaues Gas mit einem scharfen, spezifischen Aroma. Das Molekulargewicht der Substanz beträgt 48 (zum Vergleich: Mr (Luft) = 29). Der Geruch von Ozon erinnert an ein Gewitter, denn nach diesem natürlichen Phänomen werden O 3 -Moleküle in der Luft größer. Die Konzentration steigt nicht nur dort, wo sich die Ozonschicht befindet, sondern auch in der Nähe der Erdoberfläche. Diese chemisch aktive Substanz ist für lebende Organismen toxisch, dissoziiert jedoch schnell (zersetzt sich). In Labor und Industrie wurden spezielle Geräte entwickelt - Ozonisatoren -, um elektrische Entladungen durch Luft oder Sauerstoff zu leiten.
Was ist die Ozonschicht?
O 3 -Moleküle haben eine hohe chemische und biologische Aktivität. Die Bindung des dritten Atoms an zweiatomigen Sauerstoff geht mit einer Erhöhung der Energiereserve und der Instabilität der Verbindung einher. Ozon zersetzt sich leicht in molekularen Sauerstoff und ein aktives Partikel, das andere Substanzen energetisch oxidiert und Mikroorganismen abtötet. Häufiger beziehen sich Probleme im Zusammenhang mit der riechenden Verbindung jedoch auf ihre Anreicherung in der Atmosphäre über der Erde. Was ist die Ozonschicht und warum ist ihre Zerstörung schädlich?
Direkt an der Oberfläche unseres Planeten befindet sich immer eine bestimmte Anzahl von O 3 -Molekülen, aber die Konzentration der Verbindung nimmt mit der Höhe zu. Die Bildung dieser Substanz erfolgt in der Stratosphäre aufgrund der ultravioletten Strahlung der Sonne, die eine große Energieversorgung trägt.
Ozonosphäre
Es gibt einen Raum über der Erde, in dem Ozon viel größer ist als in der Nähe der Oberfläche. Im Allgemeinen ist die aus O 3 -Molekülen bestehende Hülle jedoch dünn und diskontinuierlich. Wo ist die Ozonschicht der Erde oder die Ozonosphäre unseres Planeten? Die Inkonsistenz in der Dicke dieses Bildschirms hat die Forscher wiederholt verwirrt.
In der Erdatmosphäre ist immer eine bestimmte Menge Ozon vorhanden, wobei mit der Höhe und im Laufe der Jahre erhebliche Konzentrationsschwankungen beobachtet werden. Wir werden uns mit diesen Problemen befassen, nachdem wir die genaue Position des Schutzschildes aus O 3 -Molekülen herausgefunden haben.
Wo ist die Ozonschicht der Erde?
Ein spürbarer Anstieg des Ozonmolekülgehalts beginnt in einer Entfernung von 10 km und bleibt bis zu 50 km über der Erde. Aber die Menge an Materie, die sich in der Troposphäre befindet, ist noch kein Bildschirm. Wenn Sie sich von der Erdoberfläche entfernen, nimmt die Ozondichte zu. Die Maximalwerte fallen auf die Stratosphäre, deren Fläche sich auf einer Höhe von 20 bis 25 km befindet. Hier sind O 3 -Moleküle zehnmal mehr enthalten als an der Erdoberfläche.
Aber warum ist die Dicke und Integrität der Ozonschicht für Wissenschaftler und normale Menschen besorgniserregend? Der Boom über den Zustand des Schutzschildes brach im vergangenen Jahrhundert aus. Forscher haben herausgefunden, dass die Ozonschicht der Atmosphäre über der Antarktis dünner geworden ist. Die Hauptursache des Phänomens wurde festgestellt - die Dissoziation von O 3 -Molekülen. Die Zerstörung erfolgt durch den kombinierten Einfluss einer Reihe von Faktoren, von denen der führende als anthropogen gilt und mit den Aktivitäten der Menschheit verbunden ist.
Ozonlöcher
In den letzten 30 bis 40 Jahren haben Wissenschaftler das Auftreten von Lücken im Schutzschild über der Erdoberfläche festgestellt. Die wissenschaftliche Gemeinschaft war alarmiert über Berichte, wonach sich die Ozonschicht - der Erdschild - aktiv abbaut. Alle Medien veröffentlichten Mitte der 1980er Jahre Berichte über ein „Loch“ über der Antarktis. Die Forscher stellten fest, dass diese Lücke in der Ozonschicht im Frühjahr zunimmt. Der Hauptgrund für das Wachstum von Schäden wurden künstliche und synthetische Substanzen genannt - Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Die häufigsten Gruppen dieser Verbindungen sind Freone oder Chladogene. Über 40 Substanzen dieser Gruppe sind bekannt. Sie stammen aus vielen Quellen, da die Anwendungen Lebensmittel-, Chemie-, Parfümerie- und andere Industrien umfassen.
Die Zusammensetzung der Freone umfasst neben Kohlenstoff und Wasserstoff auch Halogene: Fluor, Chlor, manchmal Brom. Eine große Anzahl solcher Substanzen wird als Kältemittel in Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet. Freone selbst sind stabil, gehen jedoch bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von aktiven chemischen Mitteln Oxidationsreaktionen ein. Unter den Reaktionsprodukten können Verbindungen sein, die für lebende Organismen toxisch sind.
Freons und der Ozonsieb
Fluorchlorkohlenwasserstoffe interagieren mit O3-Molekülen und zerstören die Schutzschicht über der Erdoberfläche. Die Ausdünnung der Ozonosphäre wurde zunächst als natürliche Schwankung ihrer Dicke angesehen, die ständig auftritt. Im Laufe der Zeit wurden jedoch überall auf der Nordhalbkugel Löcher wie ein „Loch“ über der Antarktis gesehen. Die Anzahl solcher Lücken hat seit der ersten Beobachtung zugenommen, sie sind jedoch kleiner als über dem Eiskontinent.
Anfangs bezweifelten Wissenschaftler, dass es Freone waren, die die Zerstörung von Ozon verursachten. Dies sind Substanzen mit einem hohen Molekulargewicht. Wie können sie die Stratosphäre erreichen, in der sich die Ozonschicht befindet, wenn sie viel schwerer als Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid ist? Beobachtungen von aufsteigenden Strömungen in der Atmosphäre während eines Gewitters sowie durchgeführte Experimente haben die Möglichkeit des Eindringens verschiedener Partikel mit Luft bis zu einer Höhe von 10 bis 20 km über der Erde bewiesen, wo sich die Grenze zwischen Troposphäre und Stratosphäre befindet.
Vielzahl von Ozonzerstörern
Stickoxide, die bei der Verbrennung von Kraftstoff in Triebwerken von Überschallflugzeugen und verschiedenen Arten von Raumfahrzeugen entstehen, gelangen ebenfalls in die Ozonsiebzone. Sie ergänzen die Liste der Substanzen, aus denen die Atmosphäre, die Ozonschicht und die Emissionen terrestrischer Vulkane zerstört werden. Manchmal erreichen Gas- und Staubströme eine Höhe von 10 bis 15 Kilometern und breiten sich über Hunderttausende von Kilometern aus.
Smog über großen Industriezentren und Megastädten trägt auch zur Dissoziation von O 3 -Molekülen in der Atmosphäre bei. Als Grund für die Zunahme der Größe von Ozonlöchern wird auch eine Zunahme der Konzentration sogenannter Treibhausgase in der Atmosphäre angesehen, in der sich die Ozonschicht befindet. Das globale Umweltproblem des Klimawandels steht daher in direktem Zusammenhang mit Fragen zum Ozonabbau. Tatsache ist, dass Treibhausgase Substanzen enthalten, die mit O 3 -Molekülen reagieren. Ozon dissoziiert, das Sauerstoffatom bewirkt die Oxidation anderer Elemente.
Die Gefahr des Verlustes des Ozonschildes
Gab es Lücken in der Ozonosphäre, bevor sie in den Weltraum flogen, das Auftreten von Freonen und anderen Luftschadstoffen? Die aufgeführten Probleme sind umstritten, aber eine Schlussfolgerung liegt auf der Hand: Die Ozonschicht der Atmosphäre muss untersucht und vor Zerstörung bewahrt werden. Unser Planet ohne einen Bildschirm aus O 3 -Molekülen verliert seinen Schutz vor harten kosmischen Strahlen einer bestimmten Länge, die von einer Wirkstoffschicht absorbiert werden. Wenn der Ozonsieb dünn ist oder fehlt, sind die grundlegenden Lebensprozesse auf der Erde in Gefahr. Übermäßige ultraviolette Strahlung erhöht das Risiko von Mutationen in den Zellen lebender Organismen.
Schutz der Ozonschicht
Das Fehlen von Daten zur Dicke des Schutzschildes in den letzten Jahrhunderten und Jahrtausenden erschwert Prognosen. Was passiert, wenn die Ozonosphäre vollständig zusammenbricht? Seit mehreren Jahrzehnten stellen Ärzte einen Anstieg der Zahl der von Hautkrebs betroffenen Menschen fest. Dies ist eine der Krankheiten, die übermäßige ultraviolette Strahlung verursachen.
1987 traten mehrere Länder dem Montrealer Protokoll bei, das eine Reduzierung und ein vollständiges Verbot der Herstellung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen vorsah. Dies war nur eine der Maßnahmen zur Erhaltung der Ozonschicht - des UV-Schutzschilds der Erde. Aber Freone werden immer noch von der Industrie produziert und gelangen in die Atmosphäre. Die Einhaltung des Montrealer Protokolls hat jedoch zu einer Verringerung der Ozonlöcher geführt.
