L’ozonosfera és una capa de l’atmosfera del nostre planeta que retarda la part més rígida de l’espectre ultraviolat. Alguns tipus de llum solar és perjudicial per als organismes vius. Periòdicament, l’ozonosfera es fa més fina, hi apareixen buits de diverses mides. Els raigs perillosos poden penetrar lliurement a través de les obertures a la superfície de la Terra. On es troba la capa d’ozó? Què es pot fer per guardar-lo? L’article proposat està dedicat a la discussió d’aquests problemes de geografia i ecologia de la Terra.
Què és l’ozó?
L’oxigen a la Terra existeix en forma de dos compostos simples gasosos, és una part de l’aigua i un nombre molt gran d’altres substàncies inorgàniques i orgàniques comunes (silicats, carbonats, sulfats, proteïnes, hidrats de carboni, greixos). Una de les modificacions al·lotròpiques més conegudes de l’element és l’oxigen de substància simple, la seva fórmula és O 2. La segona modificació dels àtoms és O (ozó). La fórmula d'aquesta substància és O 3. Les molècules triomàtiques es formen amb un excés d’energia, per exemple, com a resultat de descàrregues de llamps a la natura. A continuació, descobrirem quina és la capa d’ozó de la Terra, per què el seu gruix canvia constantment.
En condicions normals, l’ozó és un gas blau d’aroma agut i específic. El pes molecular de la substància és de 48 (per comparació, Mr (air) = 29). L’olor a l’ozó recorda una tempesta de tronada, perquè després d’aquest fenomen natural de molècules d’O 3 a l’aire es fa més gran. La concentració augmenta no només allà on es troba la capa d’ozó, sinó també a prop de la superfície terrestre. Aquesta substància químicament activa és tòxica per als organismes vius, però es dissocia ràpidament (es descompon). Al laboratori i a la indústria, s’han creat dispositius especials -ozonitzadors- per passar les descàrregues elèctriques per aire o oxigen.
Què és la capa d’ozó?
Les molècules O 3 tenen una alta activitat química i biològica. L’adhesió del tercer àtom a l’oxigen diatòmic va acompanyada d’un augment de la reserva d’energia i la inestabilitat del compost. L’ozó es descomposa fàcilment en oxigen molecular i una partícula activa, que oxida energèticament altres substàncies i mata els microorganismes. Però més sovint, els problemes relacionats amb el compost olorós es relacionen amb la seva acumulació a l’atmosfera per sobre de la Terra. Què és la capa d’ozó i per què és perjudicial la seva destrucció?
Directament a la superfície del nostre planeta sempre hi ha un cert nombre de molècules d'O3, però la concentració del compost augmenta amb l'alçada. La formació d’aquesta substància es produeix a l’estratosfera a causa de la radiació ultraviolada del sol, que transporta un gran subministrament d’energia.
Ozonosfera
Hi ha una zona d’espai per sobre de la Terra on l’ozó és molt més gran que a prop de la superfície. Però, en general, la closca formada per molècules d'O 3 és prima i discontínua. On és la capa d’ozó de la Terra o l’ozonosfera del nostre planeta? La incoherència en el gruix d'aquesta pantalla ha confós diverses vegades els investigadors.
Una certa quantitat d’ozó sempre està present a l’atmosfera terrestre; s’observen fluctuacions significatives de la seva concentració a l’altura i al llarg dels anys. Tractarem aquests problemes després d’esbrinar la ubicació exacta de l’escut protector format per molècules d’O 3.
On és la capa d’ozó de la Terra?
Un augment notable del contingut de molècules d’ozó comença a una distància de 10 km i es manté fins a 50 km sobre la Terra. Però la quantitat de matèria que hi ha a la troposfera encara no és una pantalla. A mesura que s’allunya de la superfície terrestre, la densitat d’ozó augmenta. Els valors màxims cauen sobre l’estratosfera, la seva àrea a una altitud de 20 a 25 km. Aquí, les molècules O 3 es contenen 10 vegades més que a la superfície de la Terra.
Però, per què el gruix, la integritat de la capa d’ozó provoca la preocupació dels científics i de la gent corrent? L'auge de l'estat de l'escut de protecció es va esclatar durant el segle passat. Els investigadors han trobat que la capa d’ozó de l’atmosfera per sobre de l’Antàrtida s’ha tornat més fina. Es va establir la causa principal del fenomen: la dissociació de molècules d'O3. La destrucció es produeix com a resultat de la influència combinada de diversos factors, el principal entre ells es considera antropogènic, associat a les activitats de la humanitat.
Forats d’ozó
En els darrers 30-40 anys, els científics han notat l’aparició de buits a l’escut protector per sobre de la superfície de la Terra. La comunitat científica es va alarmar pels informes que la capa d'ozó - l'escut de la Terra - està degradant-se activament. A mitjans de la dècada de 1980, tots els mitjans de comunicació van publicar informes d'un "forat" sobre l'Antàrtida. Els investigadors van observar que aquesta bretxa de la capa d’ozó augmenta a la primavera. La raó principal per al creixement dels danys es va anomenar substàncies artificials i sintètiques: clorofluorocarburs. Els grups més comuns d’aquests compostos són els freons o els cladògens. Es coneixen més de 40 substàncies pertanyents a aquest grup. Provenen de moltes fonts, perquè les aplicacions inclouen aliments, productes químics, perfumeria i altres indústries.
La composició dels freons, a més de carboni i hidrogen, inclou halògens: fluor, clor, de vegades brom. Un gran nombre d’aquestes substàncies s’utilitzen com a refrigerants en refrigeradors, climatitzadors. Els mateixos freons són estables, però a temperatures elevades i en presència d’agents químics actius entren en reaccions d’oxidació. Entre els productes de reacció es poden trobar compostos tòxics per a organismes vius.
Freons i la pantalla d’ozó
Els clorofluorocarburs interactuen amb les molècules O3 i destrueixen la capa protectora per sobre de la superfície terrestre. Al principi, l’aprimament de l’ozonosfera es va prendre com a fluctuació natural del seu gruix, cosa que ocorre constantment. Però, amb el pas del temps, es van observar forats com un "forat" per sobre de l'Antàrtida a tot l'hemisferi nord. El nombre d'aquests buits ha augmentat des de la primera observació, però són de mida més petita que sobre el continent glacial.
Inicialment, els científics van dubtar que es tractés de freons que causessin la destrucció de l’ozó. Es tracta de substàncies amb un gran pes molecular. Com poden arribar a l’estratosfera, on es troba la capa d’ozó, si és molt més pesada que l’oxigen, el nitrogen i el diòxid de carboni? Les observacions de fluxos ascendents a l'atmosfera durant la tempesta de tronada, així com els experiments realitzats, van demostrar la possibilitat de la penetració de diverses partícules amb aire fins a una altura de 10-20 km sobre la Terra, on es troba el límit de la troposfera i l'estratosfera.
Varietat de destructors d’ozó
Els òxids de nitrogen derivats de la combustió del combustible en els motors dels avions supersònics i diversos tipus de naus espacials també entren a la zona de pantalla d’ozó. Complementen la llista de substàncies a partir de les quals es destrueixen l’atmosfera, la capa d’ozó i les emissions de volcans terrestres. De vegades, els fluxos de gas i pols arriben a una alçada de 10-15 quilòmetres i s’estenen centenars de milers de quilòmetres.
El fum a grans centres industrials i a les megacitats també contribueix a la dissociació de molècules d'O3 a l'atmosfera. La raó de l’augment de la mida dels forats d’ozó també es considera un augment de la concentració dels anomenats gasos d’efecte hivernacle a l’atmosfera on es troba la capa d’ozó. Així, la qüestió ambiental global del canvi climàtic està directament relacionada amb qüestions sobre l'esgotament de l'ozó. El fet és que els gasos d’efecte hivernacle contenen substàncies que reaccionen amb molècules d’O 3. L’ozó es dissocia, l’àtom d’oxigen provoca l’oxidació d’altres elements.
El perill de perdre l’escut d’ozó
Hi havia buits a l’ozonosfera abans de volar a l’espai, l’aparició de freons i d’altres contaminants atmosfèrics? Els temes enumerables són discutibles, però una conclusió és obvia: s'ha d'estudiar la capa d'ozó de l'atmosfera i preservar-la de la destrucció. El nostre planeta sense pantalla de molècules O 3 perd la seva protecció contra els raigs còsmics durs d’una certa longitud absorbits per una capa de substància activa. Si la pantalla d’ozó és prima o absent, els processos bàsics de vida a la Terra estan en perill. Una radiació ultraviolada excessiva augmenta el risc de mutacions a les cèl·lules d’organismes vius.
Protecció de la capa d’ozó
La manca de dades sobre el gruix de l’escut protector dels segles i mil·lenis passats dificulta les previsions. Què passa si l’ozonosfera s’esfondra completament? Des de fa diverses dècades, els metges han notat un augment del nombre de persones afectades per un càncer de pell. Aquesta és una de les malalties que provoca una radiació ultraviolada excessiva.
El 1987, diversos països van accedir al Protocol de Mont-real, que preveia una reducció i una prohibició completa de la producció de clorofluorocarburs. Aquesta va ser una de les mesures que ajudaran a preservar la capa d’ozó: l’escut ultraviolat de la Terra. Però els freons encara són produïts per la indústria i entren a l’atmosfera. No obstant això, el compliment del Protocol de Montreal ha comportat una reducció dels forats d’ozó.
