Unutar različitih slojeva atmosfere nalazi se sloj s najvećom koncentracijom ozona na cijeloj planeti. To je ozonski omotač. Smješten u stratosferi na nadmorskoj visini od otprilike 60 km, ova zona je neophodna za život na Zemlji. Također možete saznati više o oporavku ozonskog omotača , temi od velikog značaja u posljednjim decenijama.
Zbog emisije određenih štetnih plinova u atmosferu od strane ljudi, ovaj sloj se stanjeo, ugrožavajući njegovu funkciju za život na planeti. Međutim, danas se čini da se oporavlja. Želite li znati koja je funkcija ozonskog omotača i njegov značaj za čovječanstvo? Proučavanje uništavanja ozonskog omotača ključno je za razumijevanje njegovog značaja.
Ozonski plin
Da bismo počeli razumjeti funkciju ozonskog omotača, prvo moramo razumjeti svojstva plina koji ga čini: ozona. Njegova hemijska formula je O3, i to je alotropski oblik kisika, što znači da je jedan od oblika u kojima se može naći u prirodi. Ozon je plin koji se, pod uobičajenim uvjetima temperature i pritiska, razgrađuje na obični kisik. Također emitira oštar miris sumpora i ima blijedoplavkastu boju. Da je ozon prisutan na Zemljinoj površini, bio bi toksičan za biljke i životinje. Međutim, on prirodno postoji u ozonskom omotaču i bez ove visoke koncentracije plina u stratosferi ne bismo mogli izaći van.
Uloga ozonskog omotača
Ozon je važan zaštitnik života na Zemljinoj površini. To je zbog njegove funkcije zaštitnog filtera protiv ultraljubičastog zračenja Sunca. Ozon prvenstveno apsorbira sunčeve zrake s valnim dužinama između 280 i 320 nm. Formiranje ozonskog omotača je ključno za ovu apsorpciju.
Kada ultraljubičasto zračenje sa Sunca pogodi ozon, molekul se raspada na atomski kiseonik i obični kiseonik. Kada se zajednički i atomski kiseonik ponovo sretnu u stratosferi, oni se ponovo spajaju i formiraju molekul ozona. Ove reakcije su konstantne u stratosferi, a ozon i kiseonik koegzistiraju u isto vreme. Značaj ozonskog omotača za život na Zemlji evidentan je u zaštiti životne sredine.
Hemijske karakteristike ozona
Ozon je plin koji se može otkriti tokom grmljavine i u blizini opreme visokog napona ili opreme koja izaziva iskre. Na primjer, u blenderima, ozon se proizvodi kada se pojave iskre zbog kontakta između četkica. Lako se prepoznaje po mirisu. Rupa u ozonskom omotaču također je istakla njegov značaj.
Ovaj plin se može kondenzirati i izgledati kao vrlo nestabilna plava tekućina. Međutim, ako se smrzne, prikazat će crno-ljubičastu boju. U ova dva stanja vrlo je eksplozivna supstanca s obzirom na veliku oksidacionu moć.
Kada se ozon razgradi u hlor, on je u stanju da oksidira većinu metala i, iako je njegova koncentracija na površini zemlje vrlo mala (samo oko 20 ppb), on je u stanju da oksidira metale.
Teži je i aktivniji od kisika. Također je jače oksidacijsko sredstvo, zbog čega se koristi kao dezinficijens i germicid, zbog svoje sposobnosti oksidacije bakterija. Koristi se za pročišćavanje vode, uništavanje organske materije i pročišćavanje zraka u bolnicama, podmornicama i drugim okruženjima.
Kako se ozon stvara u stratosferi?
Ozon se proizvodi uglavnom kada su molekuli kiseonika izloženi velikim količinama energije. Kada se to dogodi, ti molekuli postaju atomski slobodni radikali kisika. Ovaj plin je izuzetno nestabilan, pa kad se susretne s drugim uobičajenim molekulom kisika, veže se za nastajanje ozona. Ova reakcija se javlja svake dvije sekunde ili tako nekako.
U ovom slučaju, izvor energije koji utiče na obični kiseonik je Sunčevo ultraljubičasto zračenje . Ultraljubičasto zračenje je ono što razdvaja molekularni kiseonik na atomski kiseonik. Kada se atomski i molekularni molekuli kiseonika susretnu i formiraju ozon, ozon zatim uništava samo ultraljubičasto zračenje.
Ozonski omotač neprestano prolazi kroz proces stvaranja i uništavanja molekula ozona , molekularnog kisika i atomskog kisika. Ova dinamička ravnoteža uključuje kontinuirano stvaranje i uništavanje ozona. Ozon djeluje kao filter, sprječavajući štetno zračenje da dopre do Zemljine površine.
Ozonski omotač
Termin "ozonski omotač" se uglavnom pogrešno shvata. Uobičajeno je da na određenoj visini u stratosferi postoji visoka koncentracija ozona koji prekriva i štiti Zemlju. To se otprilike zamišlja kao da je nebo prekriveno slojem oblaka.
Međutim, to nije slučaj. Istina je da ozon nije koncentriran u jednom sloju, niti se nalazi na određenoj nadmorskoj visini. Umjesto toga, to je rijedak plin koji je vrlo razrijeđen u zraku i prisutan je od nivoa tla do daleko izvan stratosfere. Ono što nazivamo "ozonskim omotačem" je područje stratosfere gdje je koncentracija molekula ozona relativno visoka (nekoliko dijelova na milion) i mnogo veća od drugih koncentracija ozona na nivou tla. Ali koncentracija ozona u poređenju s drugim atmosferskim plinovima, poput dušika, je zanemariva.
Ako bi ozonski omotač nestao, Sunčevi ultraljubičasti zraci bi direktno udarali u Zemljinu površinu bez ikakvog filtera, uzrokujući sterilizaciju površine i uništavanje cjelokupnog života na Zemlji.
Koncentracija ozona u ozonskom omotaču je oko 10 dijelova na milion. Koncentracija stratosferskog ozona varira s nadmorskom visinom, ali nikada nije veća od stohiljaditog dijela atmosfere u kojoj se nalazi. Ozon je toliko rijedak plin da bi, ako bi se trenutno odvojio od ostatka zraka i spustio na nivo tla, bio debeo samo 3 mm.
Uništavanje ozonskog omotača
Ozonski omotač počeo je propadati još 70-ih godina, kada se vidjelo štetno djelovanje plinova azot-oksida na njega. Ovi plinovi su izbačeni nadzvučnim avionima.
Azotni oksid reaguje sa ozonom, proizvodeći azotni oksid i obični kiseonik. Iako se to dešava, njegov uticaj na ozonski omotač je minimalan. Gasovi koji zaista oštećuju ozonski omotač su CFC (hlorofluorougljici). Ovi gasovi su nusprodukt upotrebe sintetičkih hemikalija.
Prvi pokazatelj oštećenja ozonskog omotača zabilježen je 1977. godine na Antarktiku. Do 1985. godine mjerenja su pokazala da se štetno ultraljubičasto zračenje sa Sunca povećalo deset puta i da se ozonski omotač iznad Antarktika smanjio za 40% . Od tada se počeo koristiti termin "ozonska rupa".
Stanjivanje ozonskog omotača dugo je bila misterija. Objašnjenja povezana sa solarnim ciklusima ili dinamičkim karakteristikama atmosfere čine se neutemeljenima, a danas se čini dokazanim da je to zbog povećanja emisija freona (hlorofluorougljika ili CFC-a), plina koji se koristi u industriji aerosola, plastike, te rashladnih i klimatizacijskih uređaja.
CFC su vrlo stabilni gasovi u atmosferi, jer nisu ni toksični ni zapaljivi. To im daje dug život, omogućavajući vam uništavanje molekula ozona koji su vam dugo na putu.
Ako bi se ozonski omotač uništio, povećanje UV zračenja izazvalo bi katastrofalan niz bioloških reakcija, poput porasta zaraznih bolesti i raka kože. Nadalje, ne smijemo zaboraviti da je važnost ozonskog omotača za život na Zemlji ključna u suočavanju s klimatskim promjenama.
Nadalje, proizvodnja stakleničkih plinova (koji se emitiraju sa Zemljine površine uglavnom ljudskom aktivnošću) koji stvaraju takozvani "efekat staklenika" rezultirat će globalnim zagrijavanjem s regionalnim promjenama temperature, što će dovesti do porasta nivoa mora kao rezultat, između ostalih faktora, postepenog topljenja velikih masa polarnog leda.
Ovo je začarani krug. Što više sunčevog zračenja dopire do Zemljine površine, to je veći utjecaj na temperature. Ako dodamo efekte globalnog zagrijavanja uzrokovane povećanim efektom staklene bašte i većom učestalošću UV zraka sa Sunca na ledenim masama poput Antarktika, možemo vidjeti da Zemlja upada u stanje pregrijavanja potaknuto svim ovim faktorima.
Kao što vidite, ozonski omotač je od vitalne važnosti za život na planeti, kako za ljude, tako i za vegetaciju i životinje. Održavanje ozonskog omotača u dobrom stanju je prioritet i zbog toga vlade moraju nastaviti raditi na zabrani emisije gasova koji uništavaju ozon.
