طبقة الأوزون هي طبقة الغلاف الجوي لكوكبنا التي تحجب أصعب جزء من الطيف فوق البنفسجي. بعض أنواع ضوء الشمس لها تأثير ضار على الكائنات الحية. بشكل دوري ، يصبح غلاف الأوزون أرق ، وتظهر فجوات بأحجام مختلفة فيه. يمكن للأشعة الخطرة أن تخترق بحرية الثقوب التي ظهرت على سطح الأرض. أين تقع طبقة الأوزون؟ ما الذي يمكن عمله لحفظه؟ المقالة المقترحة مخصصة لمناقشة مشاكل جغرافيا وبيئة الأرض.
ما هو الأوزون؟
يوجد الأكسجين الموجود على الأرض على شكل مركبين غازيين بسيطين ، وهو جزء من الماء وعدد كبير جدًا من المواد العضوية وغير العضوية الشائعة الأخرى (السيليكات ، والكربونات ، والكبريتات ، والبروتينات ، والكربوهيدرات ، والدهون). واحدة من أكثر التعديلات المتآصلة المعروفة للعنصر هي مادة الأكسجين البسيطة ، صيغتها هي O2. التعديل الثاني للذرات هو O (الأوزون). صيغة هذه المادة هي O3. تتشكل الجزيئات الثلاثية الذرات عندما يكون هناك فائض من الطاقة ، على سبيل المثال ، نتيجة تصريفات البرق في الطبيعة. بعد ذلك ، سنكتشف ماهية طبقة الأوزون على الأرض ، ولماذا يتغير سمكها باستمرار.
الأوزون في الظروف العادية هو غاز أزرق ذو رائحة حادة ومحددة. الوزن الجزيئي للمادة هو 48 (للمقارنة - السيد(هواء)=29). تشبه رائحة الأوزون العاصفة الرعدية ، لأنه بعد هذه الظاهرة الطبيعية ، يوجد المزيد من جزيئات O3في الهواء. لا يزداد التركيز في مكان وجود طبقة الأوزون فحسب ، بل يزداد أيضًا بالقرب من سطح الأرض. هذه المادة الفعالة كيميائيًا سامة للكائنات الحية ، ولكنها تتفكك بسرعة (تتحلل). في المختبر والصناعة ، تم إنشاء أجهزة خاصة - معززات الأوزون - لتمرير التصريفات الكهربائية عبر الهواء أو الأكسجين.
ما هي طبقة الأوزون؟
O3جزيئات لها نشاط كيميائي وبيولوجي عالٍ. يصاحب ارتباط الذرة الثالثة بالأكسجين ثنائي الذرة زيادة في احتياطي الطاقة وعدم استقرار المركب. يتحلل الأوزون بسهولة إلى أكسجين جزيئي وجسيم نشط ، مما يؤدي إلى أكسدة المواد الأخرى بقوة ويقتل الكائنات الحية الدقيقة. ولكن في كثير من الأحيان ، تتعلق الأسئلة المتعلقة بمركب الرائحة بتراكمها في الغلاف الجوي فوق الأرض. ما هي طبقة الاوزون ولماذا يضر تدميرها
هناك دائمًا كمية معينة من جزيئات O3بالقرب من سطح كوكبنا ، لكن تركيز المركب يزداد مع الارتفاع. يحدث تكوين هذه المادة في طبقة الستراتوسفير بسبب الأشعة فوق البنفسجية للشمس ، والتي تحمل كمية كبيرة من الطاقة.
Ozonesphere
هناكمنطقة من الفضاء فوق الأرض حيث يوجد فيها طبقة الأوزون أكثر بكثير من تلك الموجودة على السطح. لكن بشكل عام ، تكون القشرة المكونة من جزيئات O3رقيقة وغير متصلة. أين تقع طبقة الأوزون على الأرض أو طبقة الأوزون لكوكبنا؟ التباين في سمك هذه الشاشة أربك الباحثين مرارًا وتكرارًا.
توجد دائمًا كمية معينة من الأوزون في الغلاف الجوي للأرض ، وهناك تقلبات كبيرة في تركيزه مع الارتفاع وعلى مر السنين. سننظر في هذه المشكلات بعد أن نكتشف الموقع الدقيق للشاشة الواقية للجزيئات O3.
أين طبقة الأوزون على الأرض؟
تبدأ الزيادة الملحوظة في محتوى جزيئات الأوزون على مسافة 10 كم وتستمر حتى 50 كم فوق الأرض. لكن كمية المادة الموجودة في طبقة التروبوسفير ليست شاشة بعد. كلما ابتعدت عن سطح الأرض ، تزداد كثافة الأوزون. تقع القيم القصوى على الستراتوسفير ، منطقته على ارتفاع 20 إلى 25 كم. يوجد 10 أضعاف جزيئات O3هنا أكثر من تلك الموجودة على سطح الأرض.
لكن ما سبب قلق العلماء والناس العاديين من سماكة وسلامة طبقة الأوزون؟ اندلعت طفرة في حالة الشاشة الواقية في القرن الماضي. وجد الباحثون أن طبقة الأوزون في الغلاف الجوي فوق القارة القطبية الجنوبية أصبحت أرق. تم تحديد السبب الرئيسي للظاهرة - تفكك جزيئات O3. يحدث الدمار نتيجة للتأثير المشترك لعدد من العوامل ، أبرزها من صنع الإنسان ومرتبط بأنشطة البشرية.
ثقوب الأوزون
في آخر 30-40 سنة ، لاحظ العلماء ظهور فجوات في الشاشة الواقية فوق سطح الأرض. انزعج المجتمع العلمي من التقارير التي تفيد بأن طبقة الأوزون ، درع الأرض ، تتدهور بسرعة. نشرت جميع وسائل الإعلام في منتصف الثمانينيات تقارير عن "ثقب" فوق القارة القطبية الجنوبية. لاحظ الباحثون أن هذه الفجوة في طبقة الأوزون تزداد في الربيع. تم تسمية السبب الرئيسي لنمو الضرر بالمواد الاصطناعية والاصطناعية - مركبات الكربون الكلورية فلورية. أكثر مجموعات هذه المركبات شيوعًا هي الفريونات أو المبردات. أكثر من 40 مادة تنتمي إلى هذه المجموعة معروفة. تأتي من عدة مصادر لأن التطبيقات تشمل الصناعات الغذائية والكيميائية والعطور وغيرها من الصناعات.
تشتمل تركيبة الفريونات ، بالإضافة إلى الكربون والهيدروجين ، على الهالوجينات: الفلور والكلور وأحيانًا البروم. يتم استخدام عدد كبير من هذه المواد كمبردات في الثلاجات ومكيفات الهواء. الفريونات نفسها مستقرة ، لكنها تدخل في تفاعلات الأكسدة عند درجات الحرارة العالية وفي وجود عوامل كيميائية نشطة. قد تشتمل نواتج التفاعل على مركبات سامة للكائنات الحية.
شاشة الفريونات والأوزون
تتفاعل مركبات الكربون الكلورية فلورية مع جزيئات O3 وتدمر الطبقة الواقية فوق سطح الأرض. في البداية ، تم اعتبار ترقق طبقة الأوزون بمثابة تقلبات طبيعية في سمكها ، والتي تحدث طوال الوقت. ولكن بمرور الوقت ، لوحظت ثقوب مثل "الفتحة" فوق القارة القطبية الجنوبيةفي جميع أنحاء نصف الكرة الشمالي. زاد عدد هذه الفجوات منذ الملاحظة الأولى ، لكنها أصغر في الحجم من تلك الموجودة في القارة الجليدية.
في البداية ، شك العلماء في أن مركبات الكربون الكلورية فلورية هي التي تسببت في عملية تدمير طبقة الأوزون. هذه مواد ذات وزن جزيئي كبير. كيف يمكن أن تصل إلى طبقة الستراتوسفير ، حيث توجد طبقة الأوزون ، إذا كانت أثقل بكثير من الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون؟ أثبتت ملاحظات التدفقات الصاعدة في الغلاف الجوي أثناء عاصفة رعدية ، وكذلك التجارب ، إمكانية اختراق جسيمات مختلفة بالهواء على ارتفاع يتراوح بين 10 و 20 كم فوق الأرض ، حيث تقع حدود طبقة التروبوسفير والستراتوسفير.
مجموعة متنوعة من المواد المستنفدة للأوزون
يستقبل درع الأوزون أيضًا أكاسيد النيتروجين الناتجة عن احتراق الوقود في محركات الطائرات الأسرع من الصوت وأنواع مختلفة من المركبات الفضائية. استكمل قائمة المواد التي ينجم عنها تدمير الغلاف الجوي وطبقة الأوزون والانبعاثات من البراكين الأرضية. احيانا تصل تيارات الغازات والغبار الى ارتفاع 10-15 كيلومترا وتنتشر على مئات الالاف من الكيلومترات
الضباب الدخاني فوق المراكز الصناعية والمدن الكبرى يساهم أيضًا في تفكك O3جزيئات في الغلاف الجوي. يعتبر سبب الزيادة في حجم ثقوب الأوزون أيضًا زيادة في تركيزات ما يسمى بغازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي ، حيث توجد طبقة الأوزون. وبالتالي ، فإن المشكلة البيئية العالمية لتغير المناخ ترتبط ارتباطًا مباشرًا بقضايا استنفاد طبقة الأوزون. الحقيقة هي أن غازات الاحتباس الحراري تحتوي علىالمواد التي تتفاعل مع O3جزيئات. الأوزون يتفكك ، ذرة الأكسجين تتسبب في أكسدة العناصر الأخرى.
خطر فقدان درع الأوزون
هل كانت هناك فجوات في طبقة الأوزون قبل الرحلات الفضائية وظهور الفريونات وملوثات الغلاف الجوي الأخرى؟ الأسئلة أعلاه قابلة للنقاش ، ولكن هناك استنتاج واحد يشير إلى نفسه: يجب دراسة طبقة الأوزون في الغلاف الجوي والحفاظ عليها من الدمار. كوكبنا بدون شاشة من الجزيئات O3يفقد حمايته من الأشعة الكونية الصلبة ذات الطول المحدد التي تمتصها طبقة المادة الفعالة. إذا كان درع الأوزون رقيقًا أو غائبًا ، فإن عمليات الحياة الأساسية على الأرض معرضة للخطر. يزيد الإفراط في الأشعة فوق البنفسجية من خطر حدوث طفرات في خلايا الكائنات الحية.
حماية طبقة الأوزون
نقص البيانات حول سمك الشاشة الواقية في القرون والآلاف الماضية يجعل التنبؤات صعبة. ماذا يحدث إذا انهار طبقة الأوزون تمامًا؟ على مدى عدة عقود ، لاحظ الأطباء زيادة في عدد الأشخاص المصابين بسرطان الجلد. هذا هو أحد الأمراض التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية المفرطة.
في عام 1987 ، انضمت عدة دول إلى بروتوكول مونتريال ، الذي نص على خفض وحظر شامل لإنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية. كان هذا مجرد أحد الإجراءات التي ستساعد في الحفاظ على طبقة الأوزون - درع الأرض فوق البنفسجي. لكن الفريونات لا تزال تنتجها الصناعة وتدخل الغلاف الجوي. ومع ذلك ، الامتثال لمونتريالأدى البروتوكول إلى تقليل ثقوب الأوزون.
ما الذي يمكن للجميع فعله لإنقاذ طبقة الأوزون؟
يقترح الباحثون أن الاستعادة الكاملة للشاشة الواقية ستستغرق عدة عقود أخرى. وذلك في حال توقف تدميرها المكثف مما يثير الكثير من الشكوك. تستمر غازات الاحتباس الحراري في دخول الغلاف الجوي ، ويتم إطلاق الصواريخ والمركبات الفضائية الأخرى ، ويتزايد أسطول الطائرات في مختلف البلدان. هذا يعني أن العلماء لم يطوروا بعد طرقًا فعالة لحماية درع الأوزون من الدمار.
على المستوى اليومي ، يمكن للجميع أيضًا المساهمة. سيكون الأوزون أقل تحللاً إذا أصبح الهواء أنظف ويحتوي على كمية أقل من الغبار والسخام وانبعاثات المركبات السامة. لحماية طبقة الأوزون الرقيقة ، من الضروري وقف حرق النفايات ، والتخلص منها بشكل آمن في كل مكان. يجب تحويل النقل إلى أنواع وقود أكثر صداقة للبيئة ، ويجب توفير أنواع مختلفة من موارد الطاقة في كل مكان.
