Missä otsonikerros on? Mikä on otsonikerros ja miksi sen tuhoutuminen on haitallista?

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 06:53

Ozonosfääri on planeettamme ilmakehän kerros, joka estää ultraviolettispektrin vaikeimman osan. Tietyillä auringonvaloilla on haitallinen vaikutus eläviin organismeihin. Ajoittain otsonosfääri ohenee, siihen ilmestyy erikokoisia rakoja. Vaaralliset säteet voivat tunkeutua vapaasti maan pinnalle syntyneiden reikien läpi. Missä otsonikerros sijaitsee? Mitä voidaan tehdä sen pelastamiseksi? Ehdotettu artikkeli on omistettu näiden Maan maantieteen ja ekologian ongelmien keskustelulle.

Mikä on otsoni?

Happi maan päällä on kahden yksinkertaisen kaasumaisen yhdisteen muodossa, se on osa vettä ja hyvin monia muita yleisiä epäorgaanisia ja orgaanisia aineita (silikaatit, karbonaatit, sulfaatit, proteiinit, hiilihydraatit, rasvat). Yksi tunnetuimmista alkuaineen allotrooppisista muunnelmista on yksinkertainen aine happi, sen kaava on O₂. Toinen atomien muunnos on O (otsoni). Tämän aineen kaava on O_{3. Triatomisia molekyylejä muodostuu, kun energiaa on liikaa, esimerkiksi salamapurkausten seurauksena luonnossa. Seuraavaksi selvitetään, mikä on maapallon otsonikerros, miksi sen paksuus muuttuu jatkuvasti.}

Otsoni on normaaleissa olosuhteissa sinistä kaasua, jolla on terävä, erityinen aromi. Aineen molekyylipaino on 48 (vertailun vuoksi - Mr_(ilma)=29). Otsonin haju muistuttaa ukkosmyrskyä, koska tämän luonnonilmiön jälkeen ilmassa on enemmän O_{3 molekyylejä. Pitoisuus ei kasva vain siellä, missä otsonikerros sijaitsee, vaan myös lähellä maan pintaa. Tämä kemiallisesti aktiivinen aine on myrkyllinen eläville organismeille, mutta hajoaa nopeasti (hajoaa). Laboratoriossa ja teollisuudessa on kehitetty erityisiä laitteita - otsonointilaitteita - sähköpurkausten kuljettamiseen ilman tai hapen läpi.}

Mikä on otsonikerros?

O_{3 molekyyleillä on korkea kemiallinen ja biologinen aktiivisuus. Kolmannen atomin kiinnittymiseen kaksiatomiseen happeen liittyy energiareservin kasvu ja yhdisteen epävakaus. Otsoni hajoaa helposti molekyylihapeksi ja aktiiviseksi hiukkaseksi, joka hapettaa voimakkaasti muita aineita ja tappaa mikro-organismeja. Mutta useammin hajuyhdisteeseen liittyvät kysymykset koskevat sen kertymistä ilmakehään Maan yläpuolelle. Mikä on otsonikerros ja miksi sen tuhoutuminen on haitallista?}

Planeettamme pinnan lähellä on aina tietty määrä O_{3 molekyylejä, mutta yhdisteen pitoisuus kasvaa korkeuden mukana. Tämän aineen muodostuminen tapahtuu stratosfäärissä auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta, joka kuljettaa runsaasti energiaa.}

otsonipallo

OnMaan yläpuolella oleva avaruusalue, jossa on paljon enemmän otsonia kuin pinnalla. Mutta yleensä kuori, joka koostuu O_{3 molekyyleistä, on ohut ja epäjatkuva. Missä maapallon otsonikerros tai planeettamme otsonosfääri sijaitsee? Tämän näytön paksuuden vaihtelu on toistuvasti hämmentänyt tutkijoita.}

Maan ilmakehässä on aina tietty määrä otsonia, sen pitoisuudessa on merkittäviä vaihteluita korkeuden ja vuosien aikana. Tutkimme näitä ongelmia sen jälkeen, kun olemme selvittäneet molekyylien suojaverkon tarkan sijainnin O_3.

Missä on maapallon otsonikerros?

Otsonimolekyylien pitoisuuden havaittava kasvu alkaa 10 km:n etäisyydeltä ja jatkuu 50 km:n korkeudella Maan yläpuolella. Mutta troposfäärissä olevan aineen määrä ei ole vielä näyttö. Kun siirryt pois maan pinnasta, otsonin tiheys kasvaa. Maksimiarvot putoavat stratosfäärille, sen alueelle 20-25 km:n korkeudella. Täällä on 10 kertaa enemmän O_{3 molekyylejä kuin maan pinnalla.}

Mutta miksi otsonikerroksen paksuus ja eheys kiinnostavat tutkijoita ja tavallisia ihmisiä? Viime vuosisadalla puhkesi puomi suojanäytön tilan yli. Tutkijat ovat havainneet, että Etelämantereen yläpuolella oleva ilmakehän otsonikerros on ohuempi. Ilmiön pääsyy selvitettiin - O_{3 molekyylien dissosiaatio. Tuhoa tapahtuu useiden tekijöiden yhteisvaikutuksena, joista johtava on ihmisperäinen, joka liittyy ihmiskunnan toimintaan.}

Otsoniaukot

Viimeisten 30–40 vuoden aikana tiedemiehet ovat havainneet aukkojen ilmaantumista suojakankaaseen maan pinnan yläpuolelle. Tiedeyhteisöt ovat olleet huolestuneita raporteista, joiden mukaan otsonikerros, maapallon kilpi, hajoaa nopeasti. Kaikki tiedotusvälineet 1980-luvun puolivälissä painoivat raportteja "reiästä" Etelämantereen yllä. Tutkijat huomasivat, että tämä aukko otsonikerroksessa kasvaa keväällä. Pääsyyksi vaurioiden kasvuun nimettiin keinotekoiset ja synteettiset aineet - kloorifluorihiilivedyt. Yleisimmät näiden yhdisteiden ryhmät ovat freonit tai kylmäaineet. Tunnetaan yli 40 tähän ryhmään kuuluvaa ainetta. Ne tulevat monista lähteistä, koska käyttökohteita ovat muun muassa elintarvike-, kemian-, hajuvesi- ja muut teollisuudenalat.

Freonien koostumus sisältää hiilen ja vedyn lisäksi halogeeneja: fluoria, klooria, joskus bromia. Suuri määrä tällaisia aineita käytetään kylmäaineina jääkaapeissa ja ilmastointilaitteissa. Freonit itsessään ovat stabiileja, mutta korkeissa lämpötiloissa ja aktiivisten kemiallisten aineiden läsnä ollessa ne joutuvat hapetusreaktioihin. Reaktiotuotteet voivat sisältää yhdisteitä, jotka ovat myrkyllisiä eläville organismeille.

Freonit ja otsoninäyttö

Kloorifluorihiilivedyt ovat vuorovaikutuksessa O3-molekyylien kanssa ja tuhoavat maanpinnan yläpuolella olevan suojakerroksen. Aluksi otsonosfäärin ohenemista pidettiin sen paksuuden luonnollisena vaihteluna, jota tapahtuu koko ajan. Mutta ajan myötä havaittiin reikiä, kuten "reikä" Etelämantereen yläpuolellakoko pohjoisella pallonpuoliskolla. Tällaisten rakojen määrä on lisääntynyt ensimmäisen havainnon jälkeen, mutta ne ovat kooltaan pienempiä kuin jäisen mantereen päällä.

Tutkijat epäilivät aluksi, että CFC-yhdisteet aiheuttivat otsonin tuhoutumisen. Nämä ovat aineita, joilla on suuri molekyylipaino. Kuinka ne pääsevät stratosfääriin, jossa otsonikerros sijaitsee, jos se on paljon raskaampaa kuin happi, typpi ja hiilidioksidi? Havainnot ilmakehässä ylöspäin suuntautuvista virtauksista ukkosmyrskyn aikana sekä kokeet ovat osoittaneet, että eri hiukkaset voivat tunkeutua ilman kanssa 10–20 km:n korkeuteen Maan yläpuolella, missä troposfäärin ja stratosfäärin raja sijaitsee.

Erilaisia otsonikerrosta heikentäviä aineita

Otsonikilpi vastaanottaa myös typen oksideja, jotka syntyvät polttoaineen palamisesta yliäänikoneiden ja erityyppisten avaruusalusten moottoreissa. Täydennä luetteloa aineista, joista ilmakehä, otsonikerros ja maanpäällisten tulivuorten päästöt tuhoutuvat. Joskus kaasu- ja pölyvirrat saavuttavat 10-15 kilometrin korkeuden ja leviävät sadoille tuhansille kilometreille.

Sumu suurten teollisuuskeskusten ja megakaupunkien yläpuolella edistää myös O₃ molekyylien hajoamista ilmakehässä. Otsonireikien koon kasvun syynä pidetään myös ns. kasvihuonekaasujen pitoisuuksien kasvua ilmakehässä, jossa otsonikerros sijaitsee. Näin ollen ilmastonmuutoksen globaali ympäristöongelma liittyy suoraan otsonikatoa koskeviin ongelmiin. Tosiasia on, että kasvihuonekaasut sisältävätaineet, jotka reagoivat O_{3 molekyylien kanssa. Otsoni hajoaa, happiatomi aiheuttaa muiden alkuaineiden hapettumista.}

Otsonisuojan menettämisen vaara

Oliko otsonosfäärissä aukkoja ennen avaruuslentoja, freonien ja muiden ilmansaasteiden ilmaantumista? Yllä olevat kysymykset ovat kiistanalaisia, mutta yksi johtopäätös viittaa siihen: ilmakehän otsonikerrosta on tutkittava ja suojeltava tuholta. Planeettamme ilman molekyylien näyttöä O_{3 menettää suojansa tietynpituisilta kovilta kosmisilta säteiltä, jotka vaikuttavan aineen kerros absorboi. Jos otsonikilpi on ohut tai puuttuu, maapallon peruselinprosessit ovat vaarassa. Liiallinen ultraviolettisäteily lisää mutaatioiden riskiä elävien organismien soluissa.}

otsonikerroksen suojaaminen

Tietojen puute suojanäytön paksuudesta viime vuosisatojen ja vuosituhansien aj alta vaikeuttaa ennusteita. Mitä tapahtuu, jos otsonosfääri romahtaa kokonaan? Lääkärit ovat useiden vuosikymmenten ajan havainneet ihosyöpään sairastuneiden ihmisten määrän lisääntyneen. Tämä on yksi liiallisen ultraviolettisäteilyn aiheuttamista sairauksista.

Vuonna 1987 useat maat liittyivät Montrealin pöytäkirjaan, jossa määrättiin kloorifluorihiilivetyjen tuotannon vähentämisestä ja täydellisestä kiellosta. Tämä oli vain yksi toimenpiteistä, jotka auttavat säilyttämään otsonikerroksen - maapallon ultraviolettisuojan. Mutta freoneja tuottaa edelleen teollisuus ja ne pääsevät ilmakehään. Kuitenkin noudattaminen MontrealinProtokolla johti otsoniaukkojen vähenemiseen.

Mitä jokainen voi tehdä pelastaakseen otsonosfäärin?

Tutkijat ehdottavat, että suojanäytön täydellinen kunnostaminen kestää vielä useita vuosikymmeniä. Tämä tapahtuu siinä tapauksessa, että sen intensiivinen tuhoaminen loppuu, mikä herättää monia epäilyksiä. Kasvihuonekaasujen pääsy ilmakehään jatkuu, raketteja ja muita avaruusaluksia laukaistaan, ja lentokonekanta eri maissa kasvaa. Tämä tarkoittaa, että tutkijoiden ei ole vielä kehitettävä tehokkaita tapoja suojella otsonisuojaa tuholta.

Arjen tasolla jokainen voi myös osallistua. Otsoni hajoaa vähemmän, jos ilma muuttuu puhtaammaksi, sisältää vähemmän pölyä, nokea ja myrkyllisiä ajoneuvopäästöjä. Ohuen otsonosfäärin suojelemiseksi on välttämätöntä lopettaa jätteiden poltto, varmistaa niiden turvallinen hävittäminen kaikkialla. Liikenne tulee siirtyä ympäristöystävällisempiin polttoaineisiin ja säästää erilaisia energiavaroja kaikkialla.