L'ozonosfera è uno strato dell'atmosfera del nostro pianeta che ritarda la parte più rigida dello spettro ultravioletto. Alcuni tipi di luce solare sono dannosi per gli organismi viventi. Periodicamente, l'ozonosfera diventa più sottile, vi appaiono spazi vuoti di varie dimensioni. I raggi pericolosi possono penetrare liberamente attraverso le aperture 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.
Che cos'è l'ozono?
L'ossigeno sulla Terra esiste sotto forma di due semplici composti gassosi, fa parte dell'acqua e un numero molto elevato di altre comuni sostanze inorganiche e organiche (silicati, carbonati, solfati, proteine, carboidrati, grassi). Una delle modifiche allotropiche più note dell'elemento è la semplice sostanza ossigeno, la cui formula è O 2. La seconda modifica degli atomi è O (ozono). La formula di questa sostanza è O 3. Le molecole triatomiche si formano con un eccesso di energia, ad esempio, a causa di scariche di fulmini in natura. Successivamente, scopriremo qual è lo strato di ozono della Terra, perché il suo spessore è in continua evoluzione.
In condizioni normali, l'ozono 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 delle molecole di O 3 nell'aria diventa più grande. 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 creati dispositivi speciali - ozonizzatori - per far passare le scariche elettriche attraverso l'aria o l'ossigeno.
Qual è lo strato di ozono?
Le molecole di O 3 hanno un'alta attività chimica e biologica. L'attacco del terzo atomo all'ossigeno diatomico è accompagnato da un aumento della riserva di energia e dell'instabilità del composto. L'ozono si decompone facilmente in ossigeno molecolare e una particella attiva, che ossida energicamente altre sostanze e uccide i microrganismi. Ma più spesso, i problemi relativi al composto profumato si riferiscono al suo accumulo nell'atmosfera sopra la Terra. Qual è lo strato di ozono e perché la sua distruzione è dannosa?
Direttamente sulla superficie del nostro pianeta c'è sempre un certo numero di molecole di O 3, 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 un grande apporto di energia.
ozonosfera
C'è un'area di spazio sopra la Terra in cui l'ozono è molto più grande che vicino alla superficie. Ma in generale, il guscio costituito da molecole di O 3 è sottile e discontinuo. Dov'è lo strato di ozono della Terra o l'ozonosfera del nostro pianeta? L'incoerenza nello spessore di questo schermo ha ripetutamente confuso i ricercatori.
Una certa quantità di ozono è sempre presente nell'atmosfera terrestre; si osservano fluttuazioni significative nella sua concentrazione con l'altezza e nel corso degli anni. Affronteremo questi problemi dopo aver scoperto la posizione esatta dello scudo protettivo fatto di molecole di O 3.
Dov'è lo strato di ozono della Terra?
Un notevole aumento del contenuto di molecole di ozono inizia a una distanza di 10 km e rimane fino a 50 km sopra la Terra. Ma la quantità di materia presente nella troposfera non è ancora uno schermo. Mentre ti allontani dalla superficie terrestre, la densità dell'ozono aumenta. I valori massimi ricadono sulla stratosfera, la sua area ad un'altitudine compresa tra 20 e 25 km. Qui, le molecole di O 3 sono contenute 10 volte di più rispetto alla superficie della Terra.
Ma perché lo spessore, l'integrità dello strato di ozono sta causando preoccupazione per gli scienziati e la gente comune? Il boom dello stato dello scudo protettivo è scoppiato nel secolo scorso. I ricercatori hanno scoperto che lo strato di ozono dell'atmosfera sopra l'Antartide è diventato più sottile. È stata stabilita la causa principale del fenomeno: la dissociazione delle molecole di O 3. La distruzione si verifica a causa dell'influenza combinata di una serie di fattori, il principale tra i quali è considerato antropogenico, associato alle attività dell'umanità.
Fori dell'ozono
Negli ultimi 30-40 anni, gli scienziati hanno notato la comparsa di lacune nello scudo protettivo sopra la superficie della Terra. La comunità scientifica è stata allarmata dai rapporti secondo cui lo strato di ozono - lo scudo della Terra - sta attivamente degradando. Tutti i media a metà degli anni '80 pubblicarono notizie di un "buco" sull'Antartide. I ricercatori hanno notato che questo divario nello strato di ozono aumenta in primavera. Il motivo principale per la crescita del danno è stato chiamato sostanze artificiali e sintetiche - clorofluorocarburi. I gruppi più comuni di questi composti sono freon o chladogens. Sono note più di 40 sostanze appartenenti a questo gruppo. Provengono da molte fonti, perché le applicazioni includono alimenti, prodotti chimici, profumeria e altre industrie.
La composizione dei freoni, oltre al carbonio e all'idrogeno, comprende alogeni: fluoro, cloro, a volte bromo. Un gran numero di tali sostanze viene utilizzato come refrigerante in frigoriferi, condizionatori d'aria. I freoni stessi sono stabili, ma a temperature elevate e in presenza di agenti chimici attivi entrano in reazioni di ossidazione. Tra i prodotti di reazione possono esserci composti tossici per gli organismi viventi.
Freon e lo schermo dell'ozono
I clorofluorocarburi interagiscono con le molecole di O3 e distruggono lo strato protettivo sopra la superficie terrestre. Inizialmente, l'assottigliamento dell'ozonosfera è stato preso come una fluttuazione naturale del suo spessore, che si verifica costantemente. Ma nel tempo, buchi come un "buco" sopra l'Antartide sono stati visti in tutto l'emisfero settentrionale. Il numero di tali lacune è aumentato dalla prima osservazione, ma sono di dimensioni inferiori rispetto al continente glaciale.
Inizialmente, gli scienziati dubitavano che fossero i freon a causare la distruzione dell'ozono. Queste sono 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 ascendenti nell'atmosfera durante un temporale, così come gli esperimenti condotti, hanno dimostrato la possibilità di penetrazione di varie particelle con aria ad un'altezza di 10-20 km sopra la Terra, dove si trova il confine tra troposfera e stratosfera.
Varietà di distruttori di ozono
Anche gli ossidi di azoto risultanti dalla combustione di carburante nei motori degli aerei supersonici e vari tipi di veicoli spaziali entrano nella zona dello schermo dell'ozono. Completano l'elenco delle sostanze dalle quali vengono distrutti 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 estendono per centinaia di migliaia di chilometri.
Lo smog su grandi centri industriali e megalopoli contribuisce anche alla dissociazione delle molecole di O 3 nell'atmosfera. Il motivo dell'aumento delle dimensioni dei fori di ozono è anche considerato un aumento della concentrazione dei cosiddetti gas serra nell'atmosfera in cui si trova lo strato di ozono. Pertanto, la questione ambientale globale dei cambiamenti climatici è direttamente correlata alle domande sull'esaurimento dell'ozono. Il fatto è che i gas a effetto serra contengono sostanze che reagiscono con le molecole di O 3. L'ozono si dissocia, l'atomo di ossigeno provoca l'ossidazione di altri elementi.
Il pericolo di perdere lo scudo di ozono
C'erano delle lacune nell'ozonosfera prima di volare nello spazio, la comparsa di freoni e altri inquinanti atmosferici? Le questioni elencate sono discutibili, ma una conclusione è ovvia: lo strato di ozono dell'atmosfera deve essere studiato e preservato dalla distruzione. Il nostro pianeta senza uno schermo di molecole di O 3 perde la sua protezione dai raggi cosmici duri di una certa lunghezza assorbiti da uno strato di sostanza attiva. Se lo schermo dell'ozono è sottile o assente, i processi vitali di base sulla Terra sono in pericolo. L'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 scudo protettivo nei secoli passati e nei millenni 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 che causano un'eccessiva radiazione ultravioletta.
Nel 1987 diversi paesi hanno aderito al protocollo di Montreal, che prevedeva una riduzione e un divieto assoluto di produzione di clorofluorocarburi. Questa era solo una delle misure che aiuteranno 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 protocollo di Montreal ha portato a una riduzione dei buchi di ozono.
