L'ozonosfera è lo strato dell'atmosfera del nostro pianeta che blocca la parte più difficile dello spettro ultravioletto. Alcuni tipi di luce solare hanno un effetto dannoso sugli organismi viventi. Periodicamente, l'ozonosfera si assottiglia, al suo interno compaiono spazi di varie dimensioni. I raggi pericolosi possono penetrare liberamente attraverso i buchi che sono comparsi sulla superficie della Terra. Dove si trova lo strato di ozono? Cosa si può fare per salvarlo? L'articolo proposto è dedicato alla discussione di questi problemi di geografia ed ecologia della Terra.
Cos'è l'ozono?
L'ossigeno sulla Terra esiste sotto forma di due semplici composti gassosi, fa parte dell'acqua e di un numero molto elevato di altre sostanze inorganiche e organiche comuni (silicati, carbonati, solfati, proteine, carboidrati, grassi). Una delle modificazioni allotropiche più note dell'elemento è la semplice sostanza ossigeno, la sua formula è O2. La seconda modifica degli atomi è O (ozono). La formula per questa sostanza è O3. Le molecole triatomiche si formano quando c'è un eccesso di energia, ad esempio a causa delle scariche dei fulmini in natura. Successivamente, scopriremo qual è lo strato di ozono della Terra, perché il suo spessore cambia costantemente.
L'ozono in condizioni normali è un gas blu con un aroma acuto e specifico. Il peso molecolare della sostanza è 48 (per confronto - Mr(aria)=29). L'odore dell'ozono ricorda un temporale, perché dopo questo fenomeno naturale, ci sono più molecole di O3 nell'aria. La concentrazione aumenta non solo dove si trova lo strato di ozono, ma anche vicino alla superficie terrestre. Questa sostanza chimicamente attiva è tossica per gli organismi viventi, ma si dissocia rapidamente (si decompone). In laboratorio e nell'industria sono stati realizzati dispositivi speciali - ozonizzatori - per il passaggio di scariche elettriche attraverso l'aria o l'ossigeno.
Cos'è lo strato di ozono?
O3 Le molecole hanno un'elevata attività chimica e biologica. L'attaccamento del terzo atomo all'ossigeno biatomico è accompagnato da un aumento della riserva energetica e dall'instabilità del composto. L'ozono si decompone facilmente in ossigeno molecolare e una particella attiva, che ossida vigorosamente altre sostanze e uccide i microrganismi. Ma più spesso, le domande relative al composto odoroso riguardano il suo accumulo nell'atmosfera sopra la Terra. Qual è lo strato di ozono e perché la sua distruzione è dannosa?
C'è sempre una certa quantità di O3 molecole vicino alla superficie del nostro pianeta, ma la concentrazione del composto aumenta con l' altezza. La formazione di questa sostanza avviene nella stratosfera a causa della radiazione ultravioletta del Sole, che trasporta una grande scorta di energia.
Ozonosfera
C'èuna regione di spazio sopra la Terra dove c'è molto più ozono che in superficie. Ma in generale, il guscio, costituito da O3 molecole, è sottile e discontinuo. Dove si trova lo strato di ozono della Terra o l'ozonosfera del nostro pianeta? La variabilità nello spessore di questo schermo ha ripetutamente confuso i ricercatori.
Una certa quantità di ozono è sempre presente nell'atmosfera terrestre, ci sono fluttuazioni significative nella sua concentrazione con l' altezza e nel corso degli anni. Analizzeremo questi problemi dopo aver scoperto la posizione esatta dello schermo protettivo delle molecole O3.
Dov'è lo strato di ozono terrestre?
Un notevole aumento del contenuto di molecole di ozono inizia a una distanza di 10 km e persiste fino a 50 km sopra la Terra. Ma la quantità di materia presente nella troposfera non è ancora uno schermo. Allontanandosi dalla superficie terrestre, la densità dell'ozono aumenta. I valori massimi cadono sulla stratosfera, la sua regione ad un' altitudine compresa tra 20 e 25 km. Ci sono 10 volte più O3 molecole qui che sulla superficie della Terra.
Ma perché lo spessore, l'integrità dello strato di ozono preoccupa gli scienziati e la gente comune? Un boom sullo stato dello schermo protettivo è scoppiato nel secolo scorso. I ricercatori hanno scoperto che lo strato di ozono dell'atmosfera sopra l'Antartide è diventato più sottile. La causa principale del fenomeno è stata stabilita: la dissociazione di O3 molecole. La distruzione avviene come risultato dell'effetto combinato di una serie di fattori, il principale tra questi è antropogenico, associato alle attività dell'umanità.
Buchi dell'ozono
Negli ultimi 30-40 anni, gli scienziati hanno notato la comparsa di lacune nello schermo protettivo sopra la superficie terrestre. La comunità scientifica è stata allarmata dalle notizie secondo cui lo strato di ozono, lo scudo della Terra, si sta rapidamente degradando. Tutti i media a metà degli anni '80 stamparono rapporti di un "buco" sull'Antartide. I ricercatori hanno notato che questo divario nello strato di ozono aumenta in primavera. Il motivo principale della crescita del danno è stato chiamato sostanze artificiali e sintetiche: clorofluorocarburi. I gruppi più comuni di questi composti sono freon o refrigeranti. Sono note più di 40 sostanze appartenenti a questo gruppo. Provengono da molte fonti perché le applicazioni includono l'industria alimentare, chimica, dei profumi e altre industrie.
La composizione dei freon, oltre al carbonio e all'idrogeno, comprende alogeni: fluoro, cloro, a volte bromo. Un gran numero di tali sostanze viene utilizzato come refrigeranti nei frigoriferi e nei condizionatori d'aria. I freon stessi sono stabili, ma ad alte temperature e in presenza di agenti chimici attivi entrano in reazioni di ossidazione. I prodotti di reazione possono includere composti tossici per gli organismi viventi.
Freon e schermo dell'ozono
I clorofluorocarburi interagiscono con le molecole di O3 e distruggono lo strato protettivo sopra la superficie terrestre. All'inizio, l'assottigliamento dell'ozonosfera era considerato una fluttuazione naturale del suo spessore, cosa che accade continuamente. Ma nel tempo sono stati notati buchi come il "buco" sull'Antartidein tutto l'emisfero settentrionale. Il numero di tali lacune è aumentato rispetto alla prima osservazione, ma sono di dimensioni inferiori rispetto al continente ghiacciato.
Inizialmente, gli scienziati dubitano che fossero i CFC a causare il processo di distruzione dell'ozono. Si tratta di sostanze con un grande peso molecolare. Come possono raggiungere la stratosfera, dove si trova lo strato di ozono, se è molto più pesante di ossigeno, azoto e anidride carbonica? Le osservazioni dei flussi verso l' alto nell'atmosfera durante un temporale, così come gli esperimenti, hanno dimostrato la possibilità di penetrazione di varie particelle con l'aria fino a un' altezza di 10-20 km sopra la Terra, dove si trova il confine tra troposfera e stratosfera.
Varietà di sostanze che riducono l'ozono
Lo scudo di ozono riceve anche ossidi di azoto derivanti dalla combustione del carburante nei motori di aerei supersonici e vari tipi di veicoli spaziali. Completa l'elenco delle sostanze da cui vengono distrutte l'atmosfera, lo strato di ozono e le emissioni dei vulcani terrestri. A volte i flussi di gas e polvere raggiungono un' altezza di 10-15 chilometri e si diffondono per centinaia di migliaia di chilometri.
Lo smog su grandi centri industriali e megalopoli contribuisce anche alla dissociazione di O3 molecole nell'atmosfera. Il motivo dell'aumento delle dimensioni dei buchi dell'ozono è anche considerato un aumento delle concentrazioni dei cosiddetti gas serra nell'atmosfera, dove si trova lo strato di ozono. Pertanto, il problema ambientale globale del cambiamento climatico è direttamente correlato ai problemi dell'esaurimento dell'ozono. Il fatto è che i gas serra contengonosostanze che reagiscono con O3 molecole. L'ozono si dissocia, l'atomo di ossigeno provoca l'ossidazione di altri elementi.
Pericolo di perdere lo scudo di ozono
C'erano delle lacune nell'ozonosfera prima dei voli spaziali, la comparsa di freon e altri inquinanti atmosferici? Le domande di cui sopra sono discutibili, ma si suggerisce una conclusione: lo strato di ozono dell'atmosfera deve essere studiato e preservato dalla distruzione. Il nostro pianeta senza uno schermo di molecole O3 perde la sua protezione dai raggi cosmici duri di una certa lunghezza assorbiti dallo strato di sostanza attiva. Se lo scudo di ozono è sottile o assente, i processi vitali di base sulla Terra sono in pericolo. Un'eccessiva radiazione ultravioletta aumenta il rischio di mutazioni nelle cellule degli organismi viventi.
Protezione dello strato di ozono
La mancanza di dati sullo spessore dello schermo protettivo nei secoli e nei millenni passati rende difficili le previsioni. Cosa succede se l'ozonosfera collassa completamente? Per diversi decenni, i medici hanno notato un aumento del numero di persone affette da cancro della pelle. Questa è una delle malattie causate dall'eccessiva radiazione ultravioletta.
Nel 1987, diversi paesi hanno aderito al Protocollo di Montreal, che prevedeva la riduzione e il divieto totale della produzione di clorofluorocarburi. Questa è stata solo una delle misure che aiuterà a preservare lo strato di ozono, lo scudo ultravioletto della Terra. Ma i freon sono ancora prodotti dall'industria ed entrano nell'atmosfera. Tuttavia, il rispetto del MontrealIl protocollo ha portato alla riduzione dei buchi dell'ozono.
Cosa possono fare tutti per salvare l'ozonosfera?
I ricercatori suggeriscono che il ripristino completo dello schermo protettivo richiederà molti altri decenni. Questo nel caso in cui la sua distruzione intensiva si interrompa, il che solleva molti dubbi. I gas serra continuano a entrare nell'atmosfera, vengono lanciati razzi e altri veicoli spaziali e la flotta di aerei in diversi paesi sta crescendo. Ciò significa che gli scienziati devono ancora sviluppare metodi efficaci per proteggere lo scudo di ozono dalla distruzione.
A livello quotidiano, anche tutti possono contribuire. L'ozono sarà meno decomposto se l'aria diventa più pulita, contiene meno polvere, fuliggine ed emissioni tossiche dei veicoli. Per proteggere la sottile ozonosfera, è necessario fermare la combustione dei rifiuti, per stabilirne lo sm altimento sicuro ovunque. I trasporti dovrebbero passare a combustibili più rispettosi dell'ambiente e vari tipi di risorse energetiche dovrebbero essere salvate ovunque.
