Tầng ozonosphere là một lớp khí quyển của hành tinh chúng ta làm trì hoãn phần cứng nhất của phổ tử ngoại. Một số loại ánh sáng mặt trời gây bất lợi cho các sinh vật sống. Theo định kỳ, ozonosphere trở nên mỏng hơn, các khoảng trống có kích thước khác nhau xuất hiện trong đó. Các tia nguy hiểm có thể tự do xâm nhập qua các khe hở trên bề mặt Trái đất. Tầng ozone nằm ở đâu? Có thể làm gì để cứu nó? Bài báo đề xuất được dành cho các cuộc thảo luận về những vấn đề về địa lý và sinh thái của Trái đất.
Ôzôn là gì?
Oxy trên Trái đất tồn tại dưới dạng hai hợp chất khí đơn giản, là một phần của nước và một số lượng rất lớn các chất vô cơ và hữu cơ phổ biến khác (silicat, cacbonat, sunfat, protein, carbohydrate, chất béo). Một trong những sửa đổi đẳng hướng nổi tiếng hơn của nguyên tố này là oxy chất đơn giản, công thức của nó là O 2. Sự biến đổi thứ hai của các nguyên tử là O (ozone). Công thức của chất này là O 3. Các phân tử triatomic được hình thành với sự dư thừa năng lượng, ví dụ, là kết quả của sự phóng điện trong tự nhiên. Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu tầng ozone của Trái đất là gì, tại sao độ dày của nó liên tục thay đổi.
Trong điều kiện bình thường, ozone là một loại khí màu xanh với mùi thơm đặc trưng. Trọng lượng phân tử của chất là 48 (để so sánh, Mr (không khí) = 29). Mùi ozone gợi nhớ đến giông bão, bởi vì sau hiện tượng tự nhiên này, các phân tử O 3 trong không khí trở nên lớn hơn. Nồng độ tăng không chỉ ở nơi tầng ozone, mà còn gần với bề mặt Trái đất. Chất hoạt động hóa học này độc hại đối với các sinh vật sống, nhưng nhanh chóng phân ly (phân hủy). Trong phòng thí nghiệm và công nghiệp, các thiết bị đặc biệt đã được tạo ra - ozon hóa - để truyền chất thải điện qua không khí hoặc oxy.
Tầng ozone là gì?
Phân tử O 3 có hoạt tính hóa học và sinh học cao. Sự gắn kết của nguyên tử thứ ba với oxy diatomic đi kèm với sự gia tăng dự trữ năng lượng và sự mất ổn định của hợp chất. Ozone dễ dàng phân hủy thành oxy phân tử và một hạt hoạt động, nó oxy hóa năng lượng các chất khác và giết chết các vi sinh vật. Nhưng thường xuyên hơn, các vấn đề liên quan đến hợp chất có mùi liên quan đến sự tích tụ của nó trong bầu khí quyển trên Trái đất. Tầng ozone là gì và tại sao sự phá hủy của nó có hại?
Trực tiếp trên bề mặt hành tinh của chúng ta luôn có một số lượng phân tử O 3 nhất định, nhưng nồng độ của hợp chất tăng theo chiều cao. Sự hình thành của chất này xảy ra trong tầng bình lưu do bức xạ cực tím của mặt trời, mang theo một nguồn cung cấp năng lượng lớn.
Không gian vũ trụ
Có một khu vực không gian phía trên Trái đất nơi ozone lớn hơn nhiều so với gần bề mặt. Nhưng nói chung, vỏ bao gồm các phân tử O 3 mỏng và không liên tục. Tầng ozone của Trái đất hay tầng ozon của hành tinh chúng ta ở đâu? Sự không nhất quán về độ dày của màn hình này đã nhiều lần khiến các nhà nghiên cứu bối rối.
Một lượng ozone nhất định luôn có trong bầu khí quyển Trái đất, sự dao động đáng kể về nồng độ của nó được quan sát theo chiều cao và qua nhiều năm. Chúng tôi sẽ giải quyết những vấn đề này sau khi chúng tôi tìm ra vị trí chính xác của tấm khiên bảo vệ được làm từ các phân tử O 3.
Tầng ozone của Trái đất ở đâu?
Sự gia tăng đáng chú ý trong nội dung của các phân tử ozone bắt đầu ở khoảng cách 10 km và vẫn cách Trái đất tới 50 km. Nhưng lượng vật chất ở tầng đối lưu vẫn chưa phải là một màn hình. Khi bạn di chuyển ra khỏi bề mặt trái đất, mật độ ozone tăng lên. Các giá trị tối đa rơi vào tầng bình lưu, diện tích của nó ở độ cao từ 20 đến 25 km. Ở đây, các phân tử O 3 được chứa nhiều hơn 10 lần so với ở bề mặt Trái đất.
Nhưng tại sao độ dày, tính toàn vẹn của tầng ozone lại gây lo ngại cho các nhà khoa học và người bình thường? Sự bùng nổ về tình trạng của lá chắn bảo vệ nổ ra trong thế kỷ qua. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tầng ozone của khí quyển trên Nam Cực đã trở nên mỏng hơn. Nguyên nhân chính của hiện tượng đã được thiết lập - sự phân ly của các phân tử O 3. Sự hủy diệt xảy ra là kết quả của sự ảnh hưởng kết hợp của một số yếu tố, dẫn đầu trong số đó là do con người tạo ra, gắn liền với các hoạt động của nhân loại.
Lỗ thủng tầng ozone
Trong 30 năm4040 gần đây, các nhà khoa học đã ghi nhận sự xuất hiện của những khoảng trống trong tấm khiên bảo vệ phía trên bề mặt Trái Đất. Cộng đồng khoa học đã hoảng hốt trước các báo cáo rằng tầng ozone - lá chắn Trái đất - đang xuống cấp tích cực. Tất cả các phương tiện truyền thông vào giữa những năm 1980 đã công bố các báo cáo về một lỗ trống trên khắp Nam Cực. Các nhà nghiên cứu nhận thấy khoảng cách này trong tầng ozone tăng vào mùa xuân. Lý do chính cho sự tăng trưởng của thiệt hại được gọi là các chất nhân tạo và tổng hợp - chlorofluorocarbons. Các nhóm phổ biến nhất của các hợp chất này là freon hoặc chladogens. Hơn 40 chất thuộc nhóm này được biết đến. Họ đến từ nhiều nguồn, bởi vì các ứng dụng bao gồm thực phẩm, hóa chất, nước hoa và các ngành công nghiệp khác.
Thành phần của freon, ngoài carbon và hydro, bao gồm các halogen: flo, clo, đôi khi là brom. Một số lượng lớn các chất như vậy được sử dụng làm chất làm lạnh trong tủ lạnh, điều hòa không khí. Bản thân Freon ổn định, nhưng ở nhiệt độ cao và với sự có mặt của các tác nhân hóa học hoạt động sẽ tham gia vào các phản ứng oxy hóa. Trong số các sản phẩm phản ứng có thể là hợp chất độc hại cho các sinh vật sống.
Freon và màn hình ozone
Clorofluorocarbons tương tác với các phân tử O3 và phá hủy lớp bảo vệ phía trên bề mặt Trái đất. Lúc đầu, sự mỏng đi của ozonosphere được coi là một biến động tự nhiên của độ dày của nó, xảy ra liên tục. Nhưng theo thời gian, những lỗ hổng giống như một lỗ thủng trên đỉnh Nam Cực đã được nhìn thấy trên khắp Bắc bán cầu. Số lượng khoảng trống như vậy đã tăng lên kể từ lần quan sát đầu tiên, nhưng chúng có kích thước nhỏ hơn so với lục địa băng.
Ban đầu, các nhà khoa học nghi ngờ rằng chính các freon đã gây ra sự phá hủy của ozone. Đây là những chất có trọng lượng phân tử lớn. Làm thế nào họ có thể đến tầng bình lưu, nơi có tầng ozone, nếu nó nặng hơn nhiều so với oxy, nitơ và carbon dioxide? Các quan sát về dòng chảy tăng dần trong khí quyển trong cơn giông bão, cũng như các thí nghiệm được thực hiện, đã chứng minh khả năng xâm nhập của các hạt khác nhau với không khí đến độ cao 102020 km trên Trái đất, nơi đặt ranh giới của tầng đối lưu và tầng bình lưu.
Nhiều loại tàu khu trục
Các oxit nitơ do quá trình đốt cháy nhiên liệu trong động cơ của máy bay siêu thanh và các loại tàu vũ trụ khác nhau cũng đi vào vùng màn hình ozone. Họ bổ sung danh sách các chất mà khí quyển, tầng ozone và khí thải của núi lửa trên mặt đất bị phá hủy. Đôi khi, các luồng khí và bụi đạt tới độ cao 10-15 km và lan rộng hàng trăm nghìn km.
Sương khói trên các trung tâm công nghiệp lớn và siêu đô thị cũng góp phần vào sự phân ly của các phân tử O 3 trong khí quyển. Lý do cho sự gia tăng kích thước của các lỗ thủng tầng ozone cũng được coi là sự gia tăng nồng độ của cái gọi là khí nhà kính trong bầu khí quyển nơi đặt tầng ozone. Do đó, vấn đề môi trường toàn cầu về biến đổi khí hậu có liên quan trực tiếp đến các câu hỏi về sự suy giảm tầng ozone. Thực tế là khí nhà kính có chứa các chất phản ứng với các phân tử O 3. Ozone phân ly, nguyên tử oxy gây ra quá trình oxy hóa của các nguyên tố khác.
Nguy cơ mất lá chắn ozone
Đã có những khoảng trống trong tầng ozon trước khi bay vào vũ trụ, sự xuất hiện của các freon và các chất ô nhiễm khí quyển khác? Các vấn đề được liệt kê là gây tranh cãi, nhưng một kết luận là rõ ràng: tầng ozone của khí quyển phải được nghiên cứu và bảo tồn khỏi sự phá hủy. Hành tinh của chúng ta không có màn hình của các phân tử O 3 sẽ mất khả năng bảo vệ khỏi các tia vũ trụ cứng có độ dài nhất định được hấp thụ bởi một lớp hoạt chất. Nếu màn hình ozone mỏng hoặc không có, thì các quá trình sống cơ bản trên Trái đất đang gặp nguy hiểm. Bức xạ cực tím quá mức làm tăng nguy cơ đột biến trong các tế bào của các sinh vật sống.
Bảo vệ lớp ozone
Việc thiếu dữ liệu về độ dày của lá chắn bảo vệ trong các thế kỷ và thiên niên kỷ qua khiến cho việc dự báo trở nên khó khăn. Điều gì xảy ra nếu ozonosphere sụp đổ hoàn toàn? Trong nhiều thập kỷ, các bác sĩ đã ghi nhận sự gia tăng số lượng người bị ảnh hưởng bởi bệnh ung thư da. Đây là một trong những bệnh gây ra bức xạ cực tím quá mức.
Năm 1987, một số quốc gia đã tham gia Nghị định thư Montreal, quy định giảm và cấm hoàn toàn việc sản xuất chlorofluorocarbons. Đây chỉ là một trong những biện pháp giúp bảo tồn tầng ozone - lá chắn tia cực tím Earth. Nhưng freon vẫn được sản xuất bởi ngành công nghiệp và đi vào bầu không khí. Tuy nhiên, việc tuân thủ Nghị định thư Montreal đã dẫn đến việc giảm các lỗ thủng tầng ozone.
