طبقة الأوزون عبارة عن طبقة من الغلاف الجوي لكوكبنا تؤخر الجزء الأكثر صلابة من الطيف فوق البنفسجي. بعض أنواع أشعة الشمس ضارة بالكائنات الحية. بشكل دوري ، يصبح الغلاف الأوزون أرق ؛ تظهر فيه فجوات بأحجام مختلفة. يمكن للأشعة الخطرة أن تخترق بحرية الفتحات الموجودة على سطح الأرض. أين تقع طبقة الأوزون؟ ما الذي يمكن فعله لإنقاذه؟ المقالة المقترحة مخصصة لمناقشة مشاكل جغرافيا وبيئة الأرض.
ما هو الأوزون؟
يوجد الأكسجين على الأرض في شكل مركبين غازيين بسيطين ، وهو جزء من الماء وعدد كبير جدًا من المواد العضوية وغير العضوية الشائعة الأخرى (السليكات والكربونات والكبريتات والبروتينات والكربوهيدرات والدهون). واحدة من أكثر التعديلات التآذرية للعنصر المعروفة هي مادة الأكسجين البسيطة ، صيغته هي O 2. التعديل الثاني للذرات هو O (الأوزون). صيغة هذه المادة هي O 3. تتشكل جزيئات Triatomic مع زيادة الطاقة ، على سبيل المثال ، نتيجة لتصريفات البرق في الطبيعة. بعد ذلك ، سنكتشف ما هي طبقة الأوزون في الأرض ، ولماذا يتغير سمكها باستمرار.
الأوزون هو غاز أزرق برائحة حادة ومحددة في الظروف العادية. الوزن الجزيئي للمادة 48 (للمقارنة ، السيد (الهواء) = 29). تذكر رائحة الأوزون عاصفة رعدية ، لأنه بعد هذه الظاهرة الطبيعية لجزيئات O 3 في الهواء تصبح أكبر. يزيد التركيز ليس فقط حيث توجد طبقة الأوزون ، ولكن أيضًا بالقرب من سطح الأرض. هذه المادة الفعالة كيميائيًا سامة للكائنات الحية ، ولكنها تتفكك بسرعة (تتحلل). في المختبر والصناعة ، تم إنشاء أجهزة خاصة - الأوزون - لتمرير التصريفات الكهربائية عبر الهواء أو الأكسجين.
ما هي طبقة الأوزون؟
جزيئات O 3 لها نشاط كيميائي وبيولوجي مرتفع. ويرافق ارتباط الذرة الثالثة بالأكسجين ثنائي الذرة زيادة في احتياطي الطاقة وعدم استقرار المركب. يتحلل الأوزون بسهولة إلى أكسجين جزيئي وجسيم نشط ، مما يؤكسد المواد الأخرى بقوة ويقتل الكائنات الحية الدقيقة. ولكن في كثير من الأحيان ، تتعلق القضايا المتعلقة بمركب الرائحة بتراكمه في الغلاف الجوي فوق الأرض. ما هي طبقة الأوزون ولماذا يكون تدميرها ضارًا؟
يوجد مباشرة على سطح كوكبنا عدد معين من جزيئات O 3 ، ولكن تركيز المركب يزداد مع الارتفاع. يحدث تكوين هذه المادة في الستراتوسفير بسبب الأشعة فوق البنفسجية للشمس ، والتي تحمل كمية كبيرة من الطاقة.
الأوزون
توجد مساحة فوق الأرض حيث الأوزون أكبر بكثير مما هو بالقرب من السطح. ولكن بشكل عام ، تكون القشرة التي تتكون من جزيئات O 3 رقيقة ومتقطعة. أين طبقة الأوزون للأرض أو الغلاف الجوي للأوزون لكوكبنا؟ أدى عدم الاتساق في سمك هذه الشاشة إلى إرباك الباحثين بشكل متكرر.
توجد كمية معينة من الأوزون دائمًا في الغلاف الجوي للأرض ؛ ويلاحظ ارتفاع التقلبات في تركيزه مع الارتفاع وعلى مر السنين. سنتعامل مع هذه المشاكل بعد معرفة الموقع الدقيق للدرع الواقي المصنوع من جزيئات O 3.
أين طبقة الأوزون من الأرض؟
تبدأ الزيادة الملحوظة في محتوى جزيئات الأوزون على مسافة 10 كيلومترات وتبقى حتى 50 كيلومترًا فوق سطح الأرض. لكن كمية المادة الموجودة في طبقة التروبوسفير ليست شاشة بعد. كلما ابتعدت عن سطح الأرض ، زادت كثافة الأوزون. تقع القيم القصوى على الستراتوسفير ، على ارتفاع 20 إلى 25 كم. هنا ، تحتوي جزيئات O 3 على 10 أضعاف ما هو موجود على سطح الأرض.
ولكن لماذا يسبب سمك طبقة الأوزون وسلامتها مصدر قلق للعلماء والناس العاديين؟ اندلعت الطفرة على حالة الدرع الواقي في القرن الماضي. وجد الباحثون أن طبقة الأوزون في الغلاف الجوي فوق القارة القطبية الجنوبية أصبحت أرق. تم تحديد السبب الرئيسي للظاهرة - تفكك جزيئات O 3. يحدث التدمير نتيجة للتأثير المركب لعدد من العوامل ، أهمها العوامل البشرية ، المرتبطة بأنشطة البشرية.
ثقوب الأوزون
في الثلاثين أو الأربعين سنة الماضية ، لاحظ العلماء ظهور فجوات في الدرع الواقي فوق سطح الأرض. انزعج المجتمع العلمي من التقارير التي تفيد بأن طبقة الأوزون - درع الأرض - تتدهور بنشاط. نشرت جميع وسائل الإعلام في منتصف الثمانينيات تقارير عن "حفرة" فوق القارة القطبية الجنوبية. لاحظ الباحثون أن هذه الفجوة في طبقة الأوزون تزداد في الربيع. كان السبب الرئيسي لنمو الضرر هو المواد الاصطناعية والاصطناعية - مركبات الكلوروفلوروكربون. المجموعات الأكثر شيوعًا من هذه المركبات هي الفريون أو chladogens. أكثر من 40 مادة تنتمي إلى هذه المجموعة معروفة. يأتون من مصادر عديدة ، لأن التطبيقات تشمل الصناعات الغذائية والكيميائية والعطور وغيرها من الصناعات.
يتضمن تكوين الفريونات ، بالإضافة إلى الكربون والهيدروجين ، الهالوجينات: الفلور والكلور والبروم في بعض الأحيان. يتم استخدام عدد كبير من هذه المواد كمبردات في الثلاجات ومكيفات الهواء. الفريونات نفسها مستقرة ، ولكن في درجات حرارة عالية وبوجود عوامل كيميائية نشطة تدخل في تفاعلات الأكسدة. من بين منتجات التفاعل قد تكون المركبات سامة للكائنات الحية.
الفريون وشاشة الأوزون
تتفاعل مركبات الكربون الكلورية فلورية مع جزيئات O3 وتدمر الطبقة الواقية فوق سطح الأرض. في البداية ، تم اعتبار ترقق طبقة الأوزون كتقلب طبيعي لسمكها ، والذي يحدث باستمرار. ولكن مع مرور الوقت ، شوهدت ثقوب مثل "حفرة" فوق القارة القطبية الجنوبية في جميع أنحاء نصف الكرة الشمالي. وقد زاد عدد هذه الفجوات منذ الملاحظة الأولى ، لكنها أصغر حجمًا من القارة الجليدية.
في البداية ، شك العلماء في أن الفريونات هي التي تسببت في تدمير الأوزون. هذه مواد ذات وزن جزيئي كبير. كيف يمكنهم الوصول إلى الستراتوسفير ، حيث توجد طبقة الأوزون ، إذا كانت أثقل بكثير من الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون؟ أثبتت عمليات رصد التدفقات الصاعدة في الغلاف الجوي أثناء العاصفة الرعدية ، وكذلك التجارب التي أجريت ، إمكانية اختراق الجسيمات المختلفة بالهواء إلى ارتفاع يتراوح بين 10 و 20 كيلومترًا فوق الأرض ، حيث توجد حدود التروبوسفير والستراتوسفير.
مجموعة متنوعة من مدمرات الأوزون
تدخل أكاسيد النيتروجين الناتجة عن احتراق الوقود في محركات الطائرات الأسرع من الصوت وأنواع مختلفة من المركبات الفضائية إلى منطقة شاشة الأوزون. وهي تكمل قائمة المواد التي يتم من خلالها تدمير الغلاف الجوي وطبقة الأوزون وانبعاثات البراكين الأرضية. في بعض الأحيان ، يصل تدفق الغاز والغبار إلى ارتفاع 10-15 كيلومترًا وينتشر مئات الآلاف من الكيلومترات.
الضباب الدخاني فوق المراكز الصناعية الكبيرة والمدن الضخمة يساهم أيضًا في تفكك جزيئات O 3 في الغلاف الجوي. كما يعتبر سبب زيادة حجم ثقوب الأوزون زيادة في تركيز ما يسمى بغازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي حيث توجد طبقة الأوزون. وهكذا ، فإن القضية البيئية العالمية المتعلقة بتغير المناخ ترتبط مباشرة بأسئلة حول استنفاد الأوزون. والحقيقة أن غازات الدفيئة تحتوي على مواد تتفاعل مع جزيئات O 3. يتحلل الأوزون ، وتتسبب ذرة الأكسجين في أكسدة العناصر الأخرى.
خطر فقدان درع الأوزون
هل كانت هناك فجوات في الأوزون قبل الطيران إلى الفضاء ، وظهور الفريونات والملوثات الجوية الأخرى؟ القضايا المدرجة قابلة للنقاش ، ولكن هناك استنتاج واحد واضح: يجب دراسة طبقة الأوزون في الغلاف الجوي والحفاظ عليها من التدمير. كوكبنا بدون شاشة من جزيئات O 3 يفقد حمايته من الأشعة الكونية الصلبة ذات طول معين تمتصه طبقة من المادة الفعالة. إذا كانت شاشة الأوزون رقيقة أو غائبة ، فإن عمليات الحياة الأساسية على الأرض في خطر. تزيد الأشعة فوق البنفسجية المفرطة من خطر حدوث طفرات في خلايا الكائنات الحية.
حماية طبقة الأوزون
إن عدم وجود بيانات حول سمك الدرع الواقي في القرون الماضية وآلاف السنين يجعل التوقعات صعبة. ماذا يحدث إذا انهار الأوزون بشكل كامل؟ لعدة عقود ، لاحظ الأطباء زيادة في عدد الأشخاص المصابين بسرطان الجلد. هذا هو أحد الأمراض التي تسبب الأشعة فوق البنفسجية المفرطة.
في عام 1987 ، انضمت العديد من البلدان إلى بروتوكول مونتريال ، الذي نص على تخفيض وحظر كامل لإنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية. كان هذا أحد الإجراءات التي ستساعد في الحفاظ على طبقة الأوزون - الدرع فوق البنفسجي للأرض. لكن الفريون لا تزال تنتج بواسطة الصناعة وتدخل الغلاف الجوي. ومع ذلك ، أدى الامتثال لبروتوكول مونتريال إلى انخفاض في فتحات الأوزون.
