Razlog za pojavu ozonskih rupa u atmosferi je povećanje. Hoće li se čovječanstvo nositi s nadolazećim izazovima? Susret sa ozonom u svakodnevnom životu

Prije četrdesetak godina prvi put je otkriveno da je ozonski omotač u zemljina atmosfera počeo da se smanjuje. Prvi su to primijetili britanski naučnici koji su radili u istraživačkoj bazi na Antarktiku. Otkrili su da se preko stanice u zaljevu Halley debljina ozona skoro prepolovila! Dok mogući razlozi ovaj fenomen još nije bio proučavan, pa je naučnicima preostalo samo da posmatraju razvoj situacije. A rezultati ih nimalo nisu zadovoljili - ozonske rupe ne samo da se nisu zatvorile, već su se čak proširile i dalje Južni pol. Tako je došlo do informacija o novoj globalnoj katastrofi.

Šta su zapravo ozonske rupe?

Ozon je plin koji se proizvodi iz kisika ultraljubičastim zračenjem sunca. Ono, zauzvrat, sprečava prolaz ovog zračenja, čije dejstvo je štetno za sve žive organizme. Sloj ovog gasa nalazi se na visini od dvadesetak kilometara iznad površine i štiti planetu od negativan uticaj solarna energija. Ozonske rupe su mjesta na kojima se iz nekog razloga smanjuje debljina plina. U ovoj fazi, još je dovoljno odgoditi ultraljubičasto, ali ako čovječanstvo ne učini ništa da promijeni situaciju, nakon nekog vremena propadanje ozonskog omotača dovest će do činjenice da štetno zračenje može slobodno prodrijeti u atmosferu, a zatim i postojanje života na Zemlji jednostavno će postati nemoguće.

Zašto se pojavljuju ozonske rupe?

Istraživanje svemira

Pa ipak, uprkos velikom broju mogućih verzija, najvjerovatnija od njih ostaje antropogena. Zaista, sredinom prošlog stoljeća bilo je brojnih lansiranja svemirske rakete, od kojih je svaki, poletajući, ostavio "rupu" u atmosferi, probijajući ozonski omotač. Za samo trideset godina istraživanja svemira, uništeno je 30% zaštitne barijere Zemlje, koja je nastala tokom četiri milijarde godina!

Freon

Freon je destruktivna tvar za ozon, koja se široko koristi kako u svakodnevnom životu tako iu industriji. Bio je sadržan u gotovo svim gasnim patronama prošlog stoljeća: u lakovima za kosu, parfemima, dezodoransima, aparatima za gašenje požara. Bilo je čak i u frižiderima i klima uređajima! Nije iznenađujuće što se svakim danom pojavljivalo sve više novih ozonskih rupa, a zaštitni sloj postajao sve tanji i tanji.

Rješenja

Do danas, problem ostaje akutan i relevantan. Usvojeni su brojni sporazumi prema kojima je zabranjena upotreba supstanci štetnih za ozonski omotač u proizvodnji i industriji. Ali to nije dovoljno, jer pitanje nije samo zaustaviti uništavanje ozona, već ga i obnoviti. A ovaj problem još nije riješen.

Ova i druga nedavna naučna otkrića učvrstila su zaključak prethodnih procjena da skup naučnih dokaza sugerira da je uočeni gubitak ozona na srednjim i visokim geografskim širinama uglavnom uzrokovan antropogenim spojevima koji sadrže hlor i brom.

Originalni tekst (engleski)

Ova i druga nedavna naučna otkrića jačaju zaključak prethodne procjene da težina naučnih dokaza sugerira da su uočeni gubici ozona u srednjim i visokim geografskim širinama uglavnom uzrokovani antropogenim spojevima klora i broma.

Prema drugoj hipotezi, proces stvaranja "ozonskih rupa" može biti uglavnom prirodan i nije povezan isključivo sa štetnih efekata ljudska civilizacija.

Za određivanje granica ozonske rupe odabran je minimalni nivo ozona u atmosferi od 220 Dobsonovih jedinica.

Površina ozonske rupe iznad Antarktika iznosila je u prosjeku 22,8 miliona kvadratnih kilometara u 2018. (u 2010-2017 prosječne godišnje vrijednosti kretale su se od 17,4 do 25,6 miliona kvadratnih kilometara, u 2000-2009 - od 12,0 do 26 miliona kvadratnih kilometara. kvadratnih kilometara, 1990-1999 - sa 18,8 na 25,9 miliona kvadratnih kilometara).

Priča [ | ]

Ozonska rupa prečnika preko 1000 km prvi put je otkrivena 1985. godine na južnoj hemisferi, iznad Antarktika, od strane grupe britanskih naučnika: (engleski), (engleski), (engleski), koji je objavio odgovarajući članak u časopisu Nature. Pojavio se svakog avgusta, au decembru - januaru je prestao da postoji. Brojne mini ozonske rupe postoje nad sjevernom hemisferom na Arktiku u jesen i zimu. Površina takve rupe ne prelazi 2 miliona km², životni vijek joj je do 7 dana.

Mehanizam obrazovanja[ | ]

Kao rezultat odsustva sunčevo zračenje, tokom polarnih noći ne nastaje ozon. Bez ultraljubičastog - bez ozona. Imajući veliku masu, molekuli ozona se spuštaju na površinu Zemlje i uništavaju se, jer su nestabilni pri normalnom pritisku.

Rowland i Molina sugerirali su da bi atomi hlora mogli uzrokovati uništavanje velikih količina ozona u stratosferi. Njihovi nalazi su zasnovani na sličnom radu Paula Josepha Crutzena i Harolda Johnstonea, koji su pokazali da dušikov oksid (II) (NO) može ubrzati oštećenje ozona.

Kombinacija faktora dovodi do smanjenja koncentracije ozona u atmosferi, od kojih je glavni smrt molekula ozona u reakcijama sa razne supstance antropogenog i prirodnog porijekla, odsustvo sunčevog zračenja tokom polarne zime, posebno stabilan polarni vrtlog koji sprječava prodor ozona iz subpolarnih geografskih širina, te nastanak polarnih stratosferskih oblaka (PSC), čija površina čestice kataliziraju raspad ozona reakcije. Ovi faktori su posebno karakteristični za Antarktik, na Arktiku je polarni vrtlog mnogo slabiji zbog nedostatka kontinentalne površine, temperatura je nekoliko stepeni viša nego na Antarktiku, a PSO su rjeđi, a također imaju tendenciju pucanja u ranu jesen. Budući da su reaktivni, molekuli ozona mogu reagirati s mnogim neorganskim i organskim spojevima. Glavne supstance koje doprinose uništavanju molekula ozona su jednostavne supstance (vodonik, atomi kiseonika, hlor, brom), anorganske (hlorovodonik, dušikov monoksid) i organska jedinjenja (metan, fluorohlor i fluorobromofreoni, koji emituju atome hlora i broma). Za razliku od, na primjer, hidrofluorofreona, koji se razgrađuju na atome fluora, koji zauzvrat brzo reagiraju s vodom, formirajući stabilan fluorovodik. Dakle, fluor ne učestvuje u reakcijama raspada ozona. Jod također ne uništava stratosferski ozon, budući da sadrži jod organska materija gotovo u potpunosti se troši u troposferi. Glavne reakcije koje doprinose uništavanju ozona date su u članku o ozonskom omotaču.

Efekti [ | ]

Slabljenje ozonskog omotača povećava protok ultraljubičastog zračenja sunčevo zračenje, prodiru u oceanske vode, što dovodi do povećanja smrtnosti među morskim životinjama i biljkama.

Obnova ozonskog omotača[ | ]

Iako je čovječanstvo poduzelo mjere za ograničavanje emisije freona koji sadrže klor i brom prelaskom na druge supstance, poput freona koji sadrže fluor, proces obnove ozonskog omotača trajat će nekoliko desetljeća. Prije svega, to je zbog ogromne količine freona već akumuliranih u atmosferi, koji imaju vijek trajanja od desetina, pa čak i stotina godina. Stoga zaoštravanje ozonske rupe ne treba očekivati ​​prije 2048. godine. Prema rečima profesorke Suzan Solomon, od 2000. do 2015 ozonsku rupu nad Antarktikom se smanjio za otprilike površinu Indije. Prema NASA-i, 2000. godine prosječna godišnja površina ozonske rupe iznad Antarktika iznosila je 24,8 miliona kvadratnih kilometara, 2015. godine - 25,6 miliona kvadratnih kilometara.

Zablude o ozonskoj rupi[ | ]

Postoji nekoliko široko rasprostranjenih mitova o stvaranju ozonskih rupa. Uprkos svojoj neznanstvenoj prirodi, često se pojavljuju u medijima [ ] - ponekad iz neznanja, ponekad podržan od strane teoretičara zavere. Neki od njih su navedeni u nastavku.

Ozonska rupa iznad Antarktika postoji već dugo vremena[ | ]

Sistematska naučna posmatranja ozonskog omotača Antarktika vršena su od 20-ih godina XX veka, ali je tek u drugoj polovini 70-ih otkriveno formiranje "stabilne" antarktičke ozonske rupe, a brzi tempo njegov razvoj (povećanje veličine i smanjenje prosječne koncentracije ozona unutar granica rupe) 80-ih i 90-ih godina izazvao je paničnu bojazan da je tačka bez povratka u stepenu destruktivnog antropogenog uticaja na ozonski omotač već prošla. .

Freoni su glavni razarači ozona.[ | ]

Ova izjava vrijedi za srednje i visoke geografske širine. U ostalom, ciklus hlora je odgovoran za samo 15-25% gubitka ozona u stratosferi. Istovremeno, treba napomenuti da je 80% hlora antropogenog porijekla (za više detalja o doprinosu različitih ciklusa pogledajte članak o ozonskom omotaču). Odnosno, ljudska intervencija uvelike povećava doprinos ciklusa hlora. A da je postojala tendencija povećanja proizvodnje freona prije stupanja na snagu Montrealskog protokola (10% godišnje), od 30 do 50% ukupnog gubitka ozona u 2050. godini bilo bi zbog izloženosti freonima. Prije ljudske intervencije, procesi stvaranja ozona i njegovog uništavanja bili su u ravnoteži. Ali freoni koje emituje ljudska aktivnost pomjerili su ovu ravnotežu prema smanjenju koncentracije ozona. Što se tiče polarnih ozonskih rupa, situacija je potpuno drugačija. Mehanizam uništavanja ozona u osnovi se razlikuje od viših geografskih širina, ključna faza je pretvaranje neaktivnih oblika tvari koje sadrže halogene u okside, što se događa na površini čestica polarnih stratosferskih oblaka. I kao rezultat toga, gotovo sav ozon se uništava u reakcijama s halogenima, klor je odgovoran za 40-50%, a brom je oko 20-40%.

DuPont pozicija[ | ]

DuPont je, nakon objavljivanja podataka o učešću freona u uništavanju stratosferskog ozona, neprijateljski prihvatio ovu teoriju i potrošio milione dolara na medijsku kampanju zaštite freona. Predsjednik DuPonta napisao je u članku od 16. jula 1975. u Chemical Week-u da je teorija oštećenja ozonskog omotača naučna fantastika, glupost koja nema smisla. Osim DuPont-a, brojne kompanije širom svijeta su proizvodile i nastavljaju da proizvode različite vrste freon bez naknade.

Freoni su preteški da bi došli do stratosfere[ | ]

Ponekad se tvrdi da su molekuli freona mnogo teži od dušika i kisika, ne mogu doći do stratosfere u značajnim količinama. Međutim, atmosferski plinovi su potpuno pomiješani i nisu slojeviti ili sortirani po težini. Procjene potrebnog vremena za difuzijsko odvajanje plinova u atmosferi zahtijevaju vremena od nekoliko hiljada godina. Naravno, to nije moguće u dinamičnoj atmosferi. Procesi vertikalnog prijenosa mase, konvekcije i turbulencije puno brže miješaju atmosferu ispod turbopauze. Stoga su čak i takvi teški plinovi kao što su inertni ili freoni ravnomjerno raspoređeni u atmosferi, uključujući i postizanje stratosfere. Eksperimentalna mjerenja njihovih koncentracija u atmosferi to potvrđuju; Mjerenja također pokazuju da je potrebno oko pet godina da gasovi oslobođeni na površini Zemlje dođu do stratosfere, pogledajte drugi grafikon desno. Ako se plinovi u atmosferi ne miješaju, tada bi tako teški plinovi iz njenog sastava poput argona i ugljičnog dioksida na površini Zemlje formirali sloj debljine nekoliko desetina metara, što bi površinu Zemlje učinilo nenastanjivom. Ali nije. I kripton sa atomskom masom 84 i helijum sa atomskom masom 4 imaju istu relativnu koncentraciju, koja je blizu površine, koja je visoka i do 100 km. Naravno, sve gore navedeno vrijedi samo za plinove koji su relativno stabilni, poput freona ili inertnih plinova. Supstance koje stupaju u reakcije, a takođe su podvrgnute raznim fizičkim uticajima, recimo, otapaju se u vodi, imaju zavisnost koncentracije od visine.

Glavni izvori halogena su prirodni, a ne antropogeni[ | ]

Izvori hlora u stratosferi

Postoji mišljenje da su prirodni izvori halogena, kao što su vulkani ili okeani, značajniji za proces uništavanja ozona od onih koje proizvodi čovjek. Bez preispitivanja doprinosa prirodni izvori u ukupnom balansu halogena, treba napomenuti da oni uglavnom ne dopiru do stratosfere zbog činjenice da su rastvorljivi u vodi (uglavnom joni hlorida i hlorovodonika) i da se ispiru iz atmosfere, padajući kao kiša na tlo. Takođe, prirodna jedinjenja su manje stabilna od freona, na primer, metil hlorid ima atmosferski životni vek od samo oko godinu dana, u poređenju sa desetinama i stotinama godina za freone. Stoga je njihov doprinos uništavanju stratosferskog ozona prilično mali. Čak i rijetka erupcija planine Pinatubo u junu 1991. godine izazvala je pad nivoa ozona ne zbog otpuštenih halogena, već zbog stvaranja velike mase aerosola sumporne kiseline, čija je površina katalizirala reakcije uništavanja ozona. Na sreću, nakon tri godine iz atmosfere je uklonjena gotovo cijela masa vulkanskih aerosola. Dakle, vulkanske erupcije su relativno kratkotrajni faktori koji utiču na ozonski omotač, za razliku od freona, čiji životni vijek je desetinama i stotinama godina.

Ozonska rupa mora biti iznad izvora freona[ | ]

Dinamika promjena veličine ozonske rupe i koncentracije ozona na Antarktiku po godinama

Mnogi ne razumiju zašto se ozonska rupa formira na Antarktiku, kada se glavne emisije freona dešavaju na sjevernoj hemisferi. Činjenica je da se freoni dobro miješaju u troposferi i stratosferi. Zbog svoje niske reaktivnosti praktički se ne troše u nižim slojevima atmosfere i imaju vijek trajanja od nekoliko godina ili čak decenija. Budući da su vrlo hlapljiva molekularna jedinjenja, relativno lako dospiju u gornju atmosferu.

Sama antarktička "ozonska rupa" ne postoji tokom cijele godine. Pojavljuje se u kasnu zimu - rano proljeće (avgust-septembar) i manifestuje se u primjetnom smanjenju prosječne koncentracije ozona na ogromnom geografskom području. Razlozi zbog kojih se ozonska rupa formira na Antarktiku povezani su sa karakteristikama lokalnoj klimi. Niske temperature antarktičke zime dovode do stvaranja polarnog vrtloga. Vazduh unutar ovog vrtloga kreće se uglavnom po zatvorenim stazama oko Južnog pola i slabo se meša sa vazduhom iz drugih geografskih širina. U ovom trenutku, polarni region nije osvijetljen Suncem, a u nedostatku ultraljubičastog zračenja, ozon se ne formira, već se akumulira prije toga uništava (kako kao rezultat interakcije s drugim supstancama i česticama, tako i spontano, jer molekuli ozona su nestabilni). Sa dolaskom polarnog dana, količina ozona se postepeno povećava i ponovo dostiže normalan nivo. Odnosno, fluktuacije koncentracije ozona nad Antarktikom su sezonske.

Ali ako pratimo dinamiku promjena koncentracije ozona i veličine ozonske rupe u prosjeku svake godine tokom poslednjih decenija, postoji izražen trend pada srednje koncentracije ozona na ogromnom geografskom području.

Izvori i bilješke[ | ]

1. Naučna procjena oštećenja ozona: 2006(engleski) . Pristupljeno 13. decembra 2007. Arhivirano iz originala 16. februara 2012.
2. "Znanje je moć" Vijesti iz nauke: 27.12.99 (ruski). Pristupljeno 3. jula 2007. Arhivirano iz originala 16. februara 2012.

Ozonski omotač je široki atmosferski pojas koji se proteže od 10 do 50 km iznad površine Zemlje. Hemijski, ozon je molekul koji se sastoji od tri atoma kisika (molekul kisika sadrži dva atoma). Koncentracija ozona u atmosferi je vrlo niska, a male promjene u količini ozona dovode do velikih promjena u intenzitetu ultraljubičastog zraka koji dopire do površine zemlje. Za razliku od običnog kiseonika, ozon je nestabilan, lako se pretvara u dvoatomski, stabilan oblik kiseonika. Ozon je mnogo jači oksidant od kiseonika, što ga čini sposobnim da ubije bakterije i inhibira rast i razvoj biljaka. Međutim, zbog niske normalnim uslovima koncentracije u površinskim slojevima vazduha, ove njegove karakteristike praktično ne utiču na stanje živih sistema.

Mnogo važnije je njegovo drugo svojstvo, koje ovaj gas čini apsolutno neophodnim za sav život na kopnu. Ovo svojstvo je sposobnost ozona da apsorbuje tvrdo (kratkotalasno) ultraljubičasto (UV) zračenje Sunca. Tvrdi UV kvanti imaju dovoljno energije da razbiju neke hemijske veze, pa se nazivaju jonizujuće zračenje. Kao i druga ovakva zračenja, rendgensko i gama zračenje, izaziva brojne poremećaje u ćelijama živih organizama. Ozon nastaje pod uticajem visokoenergetskog sunčevog zračenja, koje stimuliše reakciju između O2 i slobodnih atoma kiseonika. Pod uticajem umerenog zračenja, on se raspada, apsorbujući energiju ovog zračenja. Dakle, ovaj ciklični proces "jede" opasno ultraljubičasto.

Molekuli ozona, kao i kiseonik, su električno neutralni, tj. ne nose električni naboj. Dakle, samo Zemljino magnetsko polje ne utiče na distribuciju ozona u atmosferi. Gornji sloj atmosfere - jonosfera, gotovo se poklapa sa ozonskim omotačem.

U polarnim područjima gdje linije sile magnetsko polje Zemlja se zatvara na svojoj površini, izobličenje jonosfere je veoma značajno. Broj iona, uključujući jonizovani kiseonik, u gornjim slojevima atmosfere polarnih zona je smanjen. Ali glavni razlog nizak sadržaj ozona u području polova - nizak intenzitet sunčevog zračenja, koje pada čak i tokom polarnog dana pod malim uglovima prema horizontu, a tokom polarne noći potpuno izostaje. Područje polarnih "rupa" u ozonskom omotaču pouzdan je pokazatelj promjena ukupnog atmosferskog ozona.

Sadržaj ozona u atmosferi varira zbog mnogih prirodnih uzroka. Periodične fluktuacije povezan sa ciklusima solarne aktivnosti; mnoge komponente vulkanskih plinova sposobne su uništiti ozon, pa povećanje vulkanske aktivnosti dovodi do smanjenja njegove koncentracije. Zahvaljujući velikim, uraganskim brzinama vazdušne struje u stratosferi, supstance koje oštećuju ozonski omotač prenose se na velika područja. Ne prenose se samo oštećujući ozonski omotač, već i sam ozon, pa se poremećaji koncentracije ozona brzo šire na velika područja, a lokalne male „rupe“ u ozonskom štitu, nastale, na primjer, lansiranjem rakete, relativno brzo se uvlače. Samo u polarne regije vazduh je neaktivan, usled čega se nestanak ozona tamo ne nadoknađuje njegovim odlaskom od drugih geografskih širina, a polarne „ozonske rupe“, posebno na Južnom polu, veoma su stabilne.

Izvori uništavanja ozonskog omotača. Među oštećivačima ozonskog omotača su:

1) Freoni.

Ozon se uništava pod uticajem jedinjenja hlora poznatih kao freoni, koji, takođe, uništavajući se pod uticajem sunčevog zračenja, oslobađaju hlor koji „otrgne“ „treći“ atom od molekula ozona. Klor ne stvara jedinjenja, već služi kao katalizator „rupture“. Dakle, jedan atom hlora je u stanju da "uništi" mnogo ozona. Vjeruje se da su jedinjenja hlora u stanju da ostanu u atmosferi od 50 do 1500 godina (u zavisnosti od sastava supstance) Zemlje. Posmatranja ozonskog omotača planete obavljaju antarktičke ekspedicije od sredine 1950-ih.

Ozonska rupa iznad Antarktika, koja se povećava u proljeće i smanjuje u jesen, otkrivena je 1985. godine. Otkriće meteorologa izazvalo je niz posljedica ekonomske prirode. Činjenica je da se okrivljavalo postojanje “rupe”. hemijska industrija, koji proizvodi tvari koje sadrže freone koje doprinose uništavanju ozona (od dezodoransa do rashladnih uređaja).

U pitanju koliko je osoba kriva za stvaranje "ozonskih rupa" - konsenzus br.

S jedne strane, da, definitivno kriv. Proizvodnju spojeva koji oštećuju ozonski omotač treba svesti na minimum ili, još bolje, potpuno zaustaviti. Odnosno, napustiti čitav sektor industrije, sa prometom od više milijardi dolara. A ako ne odbijete, prebacite ga na „sigurnu“ stazu, koja također košta.

Tačka gledišta skeptika: ljudski uticaj na atmosferske procese, uz svu njegovu destruktivnost na lokalnom nivou, na planetarnom nivou je zanemarljiv. Antifreonska kampanja “zelenih” ima potpuno transparentnu ekonomsku i političku pozadinu: uz njenu pomoć velike američke korporacije (DuPont, na primjer) guše svoje strane konkurente nametanjem sporazuma o “zaštiti”. okruženje„na državnom nivou i nasilno uvođenje nove tehnološke revolucije, koju ekonomski slabije države nisu u stanju da izdrže.

2) Avion na velikim visinama.

Uništavanje ozonskog omotača ne olakšavaju samo freoni koji se ispuštaju u atmosferu i ulaze u stratosferu. Dušikovi oksidi, koji nastaju prilikom nuklearnih eksplozija, također su uključeni u uništavanje ozonskog omotača. Ali dušikovi oksidi se također formiraju u komorama za sagorijevanje turbomlazni motori aviona na velikim visinama. Dušikovi oksidi nastaju iz dušika i kisika koji se tamo nalaze. Brzina stvaranja dušikovih oksida je veća što je temperatura viša, odnosno veća je snaga motora.

Nije važna samo snaga motora aviona, već i visina na kojoj leti i ispušta dušikove okside koji uništavaju ozon. Što je veći oksid ili dušikov oksid, to je destruktivniji za ozon.

Ukupna količina dušikovog oksida koji se godišnje ispušta u atmosferu procjenjuje se na milijardu tona, a oko trećine te količine emituju avioni iznad prosječnog nivoa tropopauze (11 km). Što se tiče aviona, najštetnije emisije su vojni avioni, čiji se broj kreće u desetinama hiljada. Lete uglavnom na visinama ozonskog omotača.

3) Mineralna đubriva.

Ozon u stratosferi se također može smanjiti zbog činjenice da dušikov oksid N2O ulazi u stratosferu, koji nastaje tokom denitrifikacije dušika vezanog bakterijama tla. Istu denitrifikaciju vezanog azota provode i mikroorganizmi u gornjem sloju okeana i mora. Proces denitrifikacije je direktno povezan sa količinom vezanog azota u tlu. Dakle, možemo biti sigurni da će se povećanjem količine mineralnih gnojiva unesenih u tlo u istoj mjeri povećati i količina formiranog dušikovog oksida N2O. Nadalje, iz dušikovog oksida nastaju dušikovi oksidi, koji dovode do uništenja stratosferskog ozona.

4) Nuklearne eksplozije.

Nuklearne eksplozije oslobađaju mnogo energije u obliku topline. Temperatura jednaka 60.000 K se postavlja unutar nekoliko sekundi nakon nuklearne eksplozije. To je energija vatrena lopta. U veoma vrućoj atmosferi dešavaju se takve transformacije hemijske supstance, koji se u normalnim uslovima ili ne dešavaju, ili se odvijaju veoma sporo. Što se tiče ozona, njegovog nestanka, najopasniji za njega su oksidi azota koji nastaju tokom ovih transformacija. Dakle, za period od 1952. do 1971. kao rezultat nuklearne eksplozije u atmosferi je nastalo oko 3 miliona tona azotnih oksida. Dalja sudbina Oni su sljedeći: kao rezultat miješanja atmosfere, padaju na različite visine, uključujući i atmosferu. Tamo ulaze hemijske reakcije uz učešće ozona, što dovodi do njegovog uništenja. ekosistem stratosfere ozonske rupe

5) Sagorevanje goriva.

Dušikov oksid se također nalazi u dimnim plinovima iz elektrana. Zapravo, činjenica da su dušikov oksid i dioksid prisutni u produktima sagorijevanja poznata je već duže vrijeme. Ali ovi viši oksidi ne utiču na ozon. Oni, naravno, zagađuju atmosferu, doprinose stvaranju smoga u njoj, ali se brzo uklanjaju iz troposfere. Dušikov oksid, kao što je već spomenuto, opasan je za ozon. At niske temperature nastaje u sljedećim reakcijama:

N2 + O + M = N2O + M,

2NH3 + 2O2 =N2O = 3H2.

Razmjeri ovog fenomena su veoma značajni. Na taj način se svake godine u atmosferi formira približno 3 miliona tona azotnog oksida! Ova brojka sugerira da je ovaj izvor oštećenja ozona značajan.

Ozonska rupa iznad Antarktika

Značajno smanjenje ukupnog ozona iznad Antarktika prvi put je 1985. godine prijavilo Britansko istraživanje Antarktika na osnovu analize podataka sa ozonske stanice Halle Bay (76 stepeni J). Oštećenje ozonskog omotača je takođe zapaženo od strane ove službe na argentinskim ostrvima (65 stepeni J).

Od 28. avgusta do 29. septembra 1987. godine obavljeno je 13 letova laboratorijskog aviona iznad Antarktika. Eksperiment je omogućio da se registruje porijeklo ozonske rupe. Dobijene su njegove dimenzije. Istraživanja su pokazala da se najveće smanjenje količine ozona dogodilo na visinama od 14 - 19 km. Ovdje su uređaji registrovani najveći broj aerosoli (aerosolni slojevi). Ispostavilo se da što više aerosola ima na određenoj nadmorskoj visini, to je manje ozona. Zrakoplov - laboratorija je registrovala smanjenje ozona od 50%. Ispod 14 km. promjene ozona su bile beznačajne.

Već početkom oktobra 1985. ozonska rupa (minimalna količina ozona) pokriva nivoe pritiska od 100 do 25 hPa, a u decembru se širi raspon visina na kojima se ona posmatra.

U mnogim eksperimentima nije mjerena samo količina ozona i drugih malih komponenti atmosfere, već i temperatura. Najbliža veza je uspostavljena između količine ozona u stratosferi i temperature zraka u njoj. Ispostavilo se da je priroda promjene količine ozona usko povezana s termičkim režimom stratosfere iznad Antarktika.

Formiranje i razvoj ozonske rupe na Antarktiku promatrali su britanski naučnici 1987. godine. U proljeće se ukupan sadržaj ozona smanjio za 25%.

Američki istraživači su vršili mjerenja na Antarktiku zimi i u rano proleće 1987 ozona i drugih malih sastojaka atmosfere (HCl, HF, NO, NO2, HNO3, ClONO2, N2O, CH4) pomoću specijalnog spektrometra. Podaci iz ovih mjerenja omogućili su da se ocrta područje oko Južnog pola u kojem je smanjena količina ozona. Ispostavilo se da se ovo područje gotovo tačno poklapa sa ekstremnim polarnim stratosferskim vrtlogom. Prilikom prolaska kroz ivicu vrtloga dramatično se promijenila količina ne samo ozona, već i drugih malih komponenti koje utiču na uništavanje ozona. Unutar ozonske rupe (ili, drugim riječima, polarne stratosferski vrtlog), koncentracije HCl, NO2 i dušične kiseline bile su značajno niže nego izvan vorteksa. To se događa jer hlorini tokom hladne polarne noći uništavaju ozon u odgovarajućim reakcijama, djelujući kao katalizatori u njima. Upravo u katalitičkom ciklusu uz učešće hlora dolazi do glavnog smanjenja koncentracije ozona (najmanje 80% ovog smanjenja).

Ove reakcije se odvijaju na površini čestica koje čine polarne stratosferske oblake. Pa onda više površine ova površina, odnosno što je više čestica stratosferskih oblaka, a samim tim i samih oblaka, ozon se brže raspada, što znači da se ozonska rupa efikasnije formira.

Jedan od najupečatljivijih "zelenih" mitova je tvrdnja da ozonske rupe iznad polova Zemlje nastaju zbog emisije određenih supstanci koje čovjek proizvodi u atmosferu. Hiljade ljudi još uvijek vjeruju u to, iako svaki učenik koji nije preskočio časove hemije i geografije može razotkriti ovaj mit.

Mit da ljudska aktivnost dovodi do rasta takozvane ozonske rupe je izvanredan na mnogo načina. Prvo, izuzetno je uvjerljivo, odnosno zasnovano na stvarne činjenice. Kao što je prisustvo same ozonske rupe i činjenica da brojne tvari koje čovjek proizvodi mogu uništiti ozon. A ako je tako, onda nespecijalista nema sumnje da je ljudska aktivnost kriva za uništenje ozonskog omotača - samo pogledajte grafikone rasta rupe i povećanja emisije odgovarajućih supstanci u atmosfera.

I ovdje se pojavljuje još jedna karakteristika mita o "ozonu". Iz nekog razloga, oni koji vjeruju gornjim dokazima potpuno zaboravljaju da podudarnost dva grafikona sama po sebi ne znači ništa. Uostalom, možda je to samo slučajnost. Da bismo imali neosporne dokaze o antropogenoj teoriji nastanka ozonskih rupa, potrebno je proučiti ne samo mehanizam uništavanja ozona freonima i drugim supstancama, već i mehanizam naknadne obnove sloja.

Pa, dolazi najzanimljiviji dio. Čim zainteresovani nespecijalista počne da proučava sve ove mehanizme (za koje ne treba danima da sedi u biblioteci - dovoljno je prisjetiti se nekoliko pasusa iz školskih udžbenika hemije i geografije), on odmah shvati da ovu verziju nije ništa više od mita. I sećajući se uticaja na koji je ovaj mit imao svjetska ekonomija, ograničivši proizvodnju freona, odmah razumije zašto je stvoren. Ipak, razmotrimo situaciju od samog početka i po redu.

Iz kursa hemije se sjećamo da je ozon alotropska modifikacija kisika. U njegovim molekulima, ne dva O atoma, već tri. Ozon se može formirati na različite načine, ali najčešći u prirodi je sljedeći: kisik apsorbira dio ultraljubičasto zračenje sa talasnom dužinom od 175-200 nm i 280-315 nm i pretvara se u ozon. Tako je nastajao zaštitni ozonski omotač u antičko doba (prije negdje 2-1,7 milijardi godina), a tako nastavlja da se formira do danas.

Inače, iz navedenog proizlazi da zapravo gotovo polovina opasnog UV zračenja apsorbira kisik, a ne ozon. Ozon je samo "nusproizvod" ovog procesa. Međutim, njegova vrijednost leži u tome što apsorbira i dio ultraljubičastog - onog čija je talasna dužina od 200 do 280 nm. Ali šta se dešava sa samim ozonom? Tako je - ponovo se pretvara u kiseonik. Dakle, u gornjim slojevima atmosfere postoji određeni ciklički ravnotežni proces - jedna vrsta ultraljubičastog doprinosi pretvaranju ozona u kisik, a potonji, apsorbirajući drugu vrstu UV zračenja, ponovo se pretvara u O 2.

Iz svega ovoga slijedi jednostavan i logičan zaključak – da biste u potpunosti uništili ozonski omotač, morate našoj atmosferi uskratiti kisik. Uostalom, koliko god freona koje ljudi proizvode (ugljikovodici koji sadrže klor i brom koji se koriste kao rashladna sredstva i rastvarači), metan, klorovodik i dušikov monoksid ne uništavaju molekule ozona, ultraljubičasto zračenje kisika ponovno će obnoviti ozonski omotač - uostalom , ove supstance se "isključuju" ne mogu! Kao i smanjenje količine kisika u atmosferi, budući da ga drveće, trave i alge proizvode stotine hiljada puta više od čovječanstva – spomenuti oštećuju ozonski omotač.

Dakle, kao što vidite, nijedna supstanca koju su stvorili ljudi nije u stanju da uništi ozonski omotač dok u Zemljinoj atmosferi ima kiseonika, a Sunce emituje ultraljubičasto zračenje. Ali zašto se onda pojavljuju ozonske rupe? Odmah želim reći da sam izraz "rupa" nije sasvim tačan - govorimo samo o stanjivanju ozonskog omotača u određenim dijelovima stratosfere, a ne o njegovom potpunom odsustvu. Ipak, da bi se odgovorilo na postavljeno pitanje, jednostavno se treba sjetiti gdje tačno na planeti postoje najveće i najstabilnije ozonske rupe.

I ovdje se nema čega sjetiti: najveća od stabilnih ozonskih rupa nalazi se direktno iznad Antarktika, a druga, nešto manja, nalazi se iznad Arktika. Sve ostale ozonske rupe na Zemlji su nestabilne, brzo se formiraju, ali isto tako brzo i "zakačene". Zašto onda u polarnim područjima stanjivanje ozonskog omotača traje tako dugo? Da, jednostavno zato što na ovim mjestima polarna noć traje šest mjeseci. A za to vrijeme atmosfera iznad Arktika i Antarktika ne prima dovoljno ultraljubičastog zračenja koje može pretvoriti kisik u ozon.

Pa, O 3, zauzvrat, ostavljen bez "dopune", počinje brzo da se urušava - na kraju krajeva, to je vrlo nestabilna tvar. Zbog toga je ozonski omotač iznad polova prilično tanji, iako proces teče sa zakašnjenjem – vidljiva rupa se pojavljuje početkom ljeta, a nestaje sredinom zime. Međutim, kada dođe polarni dan, ozon počinje ponovo da se proizvodi i ozonska rupa se polako „zamrači“. Istina, ne u potpunosti - svejedno, vrijeme intenzivnog prijema UV zračenja u ove krajeve je kraće od perioda njegovog nedostatka. Zato ozonska rupa ne nestaje.

Ali zašto je, u ovom slučaju, mit stvoren i repliciran? Odgovor na ovo pitanje nije tako jednostavan, ali vrlo jednostavan. Činjenica je da je prisustvo trajne ozonske rupe iznad Antarktika prvi put dokazano 1985. godine. A krajem 1986. specijalisti Američka kompanija DuPont (odnosno DuPont) pokrenuo je proizvodnju nove klase rashladnih sredstava - fluorougljika koji ne sadrže hlor. To je uvelike smanjilo troškove proizvodnje, ali je nova supstanca i dalje morala biti promovirana na tržištu.

I ovdje "DuPont" finansira širenje u medijima mita o zlim freonima koji kvare ozonski omotač, koji je, po njegovom nalogu, sastavila grupa meteorologa. Kao rezultat toga, uplašena javnost počela je da traži od vlasti da nešto preduzmu. A ove mjere su preduzete krajem 1987. godine, kada je u Montrealu potpisan protokol o ograničavanju proizvodnje supstanci koje uništavaju ozonski omotač. To je dovelo do propasti mnogih freonskih kompanija, kao i do toga da DuPont duge godine postao monopol na tržištu rashladnih sredstava.

Inače, upravo je brzina odluke uprave DuPont-a da ozonsku rupu iskoristi za svoje potrebe dovela do toga da se mit pokazao toliko nedovršen da bi običan školarac koji nije preskakao časove hemije i geografije mogao razotkriti to. Da su imali više vremena - vidite, komponovali bi uvjerljiviju verziju. Ipak, čak i ono što su konačno "rodili" naučnici koje je naručio DuPont bilo je u stanju da ubedi mnoge ljude.

Ova ogromna rupa u ozonskom omotaču Zemlje otkrivena je 1985. godine, pojavila se iznad Antarktika. U prečniku je više od hiljadu kilometara, a po površini - oko devet miliona kvadratnih kilometara.

Svake godine u mjesecu avgustu rupa nestane i dešava se kao da ovaj ogroman ozonski jaz nikada nije postojao.

Ozonska rupa - definicija

Ozonska rupa je smanjenje ili potpuno odsustvo koncentracije ozona u ozonskom omotaču Zemlje. Prema izvještaju Svjetske meteorološke organizacije i općeprihvaćenoj teoriji u nauci, značajno smanjenje ozonskog omotača uzrokovano je sve većim antropogenim faktorom - oslobađanjem broma i freona koji sadrže hlor.

Postoji još jedna hipoteza, prema kojoj je sam proces stvaranja rupa u ozonskom omotaču prirodan i ni na koji način nije povezan s rezultatima djelovanja ljudske civilizacije.

Smanjenje koncentracije ozona u atmosferi uzrokuje kombinaciju faktora. Jedna od glavnih je uništavanje molekula ozona tokom reakcija sa različitim supstancama prirodnog i antropogenog porekla, kao i odsustvo sunčeva svetlost i radijaciju tokom polarne zime. To uključuje polarni vrtlog, koji je posebno stabilan i sprječava prodor ozona iz geografskih širina polarnog područja, te rezultirajuće stratosferske polarne oblake čija površina čestica djeluje kao katalizator za reakciju raspada ozona.

Ovi faktori su tipični za Antarktik, a na Arktiku je polarni vrtlog mnogo slabiji zbog činjenice da nema kontinentalne površine. Temperatura je ovdje za određenu količinu viša, za razliku od Antarktika. Polarni stratosferski oblaci su rjeđi na Arktiku i imaju tendenciju raspadanja u ranu jesen.

Šta je ozon?

Ozon je otrovna supstanca koja je štetna za ljude. U malim količinama ima veoma prijatan miris. Da biste se u to uvjerili, možete prošetati šumom - grmljavinskim poljem - u pravo vrijeme uživaćemo svježi zrak, ali kasnije će to biti jako loše zdravlje.

U normalnim uslovima, ispod Zemljine atmosfere praktično nema ozona - ova supstanca je prisutna u velikim količinama u stratosferi, počevši negde oko 11 kilometara iznad zemlje i proteže se do 50-51 kilometar. Ozonski omotač nalazi se na vrhu soma, odnosno otprilike 51 kilometar iznad zemlje. Ovaj sloj upija smrtonosne zrake sunca i tako štiti naše, a ne samo naše živote.

Prije otkrića ozonskih rupa, ozon se smatrao supstancom koja je trovala atmosferu. Vjerovalo se da je atmosfera ispunjena ozonom i da je on glavni krivac. efekat staklenika' sa kojim nešto treba uraditi.

U sadašnjosti, naprotiv, čovječanstvo pokušava poduzeti korake da obnovi ozonski omotač, jer ozonski omotač postaje tanji na cijeloj Zemlji, a ne samo iznad Antarktika.