اوزونوسفر لایه ای از جو سیاره ما است که سخت ترین قسمت طیف فرابنفش را مسدود می کند. برخی از انواع نور خورشید تأثیر مخربی بر موجودات زنده دارند. به طور دوره ای، اوزونوسفر نازک تر می شود، شکاف هایی با اندازه های مختلف در آن ظاهر می شود. پرتوهای خطرناک می توانند آزادانه از طریق سوراخ هایی که روی سطح زمین ظاهر شده اند نفوذ کنند. لایه اوزون در کجا قرار دارد؟ برای نجات آن چه کاری می توان انجام داد؟ مقاله پیشنهادی به بحث در مورد این مشکلات جغرافیایی و اکولوژی زمین اختصاص دارد.
ازن چیست؟
اکسیژن روی زمین به شکل دو ترکیب ساده گازی وجود دارد، بخشی از آب و تعداد بسیار زیادی از مواد معدنی و آلی رایج دیگر (سیلیکات ها، کربنات ها، سولفات ها، پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی ها) است. یکی از شناخته شده ترین تغییرات آلوتروپیک عنصر، ماده ساده اکسیژن است، فرمول آن O2 است. دومین تغییر اتم ها O (ازون) است. فرمول این ماده O3 است. مولکول های سه اتمی زمانی تشکیل می شوند که انرژی اضافی وجود داشته باشد، به عنوان مثال، در نتیجه تخلیه رعد و برق در طبیعت. در ادامه خواهیم فهمید که لایه اوزون زمین چیست و چرا ضخامت آن دائما در حال تغییر است.
ازون در شرایط عادی یک گاز آبی با رایحه تند و خاص است. وزن مولکولی این ماده 48 است (برای مقایسه - Mr(هوا)=29). بوی ازن یادآور رعد و برق است، زیرا پس از این پدیده طبیعی، مولکول های O3 در هوا بیشتر می شود. غلظت نه تنها در جایی که لایه اوزون قرار دارد، بلکه نزدیک به سطح زمین نیز افزایش می یابد. این ماده شیمیایی فعال برای موجودات زنده سمی است، اما به سرعت تجزیه می شود (تجزیه می شود). در آزمایشگاه و صنعت، دستگاه های خاصی - اوزون ساز - برای عبور تخلیه های الکتریکی از هوا یا اکسیژن ساخته شده است.
لایه ازن چیست؟
مولکول هایO3 فعالیت شیمیایی و بیولوژیکی بالایی دارند. اتصال اتم سوم به اکسیژن دو اتمی با افزایش ذخیره انرژی و ناپایداری ترکیب همراه است. ازن به راحتی به اکسیژن مولکولی و یک ذره فعال تجزیه می شود که به شدت مواد دیگر را اکسید می کند و میکروارگانیسم ها را از بین می برد. اما اغلب، سوالات مربوط به این ترکیب بدبو مربوط به تجمع آن در جو بالای زمین است. لایه اوزون چیست و چرا تخریب آن مضر است؟
همیشه مقدار مشخصی از مولکول های O3 در نزدیکی سطح سیاره ما وجود دارد، اما غلظت ترکیب با افزایش ارتفاع افزایش می یابد. تشکیل این ماده در استراتوسفر به دلیل تابش اشعه ماوراء بنفش خورشید رخ می دهد که منبع زیادی از انرژی را حمل می کند.
ازونکره
وجود داردمنطقه ای از فضا در بالای زمین که در آن ازن بسیار بیشتر از سطح زمین وجود دارد. اما به طور کلی، پوسته، متشکل از مولکول های O3، نازک و ناپیوسته است. لایه اوزون زمین یا اوزونوسفر سیاره ما در کجا قرار دارد؟ تغییر ضخامت این صفحه بارها محققان را سردرگم کرده است.
مقدار مشخصی ازن همیشه در جو زمین وجود دارد، غلظت آن با ارتفاع و در طول سالها نوسانات قابل توجهی دارد. پس از اینکه محل دقیق صفحه محافظ مولکولهای O3 را پیدا کردیم، این مشکلات را بررسی خواهیم کرد.
لایه ازن زمین کجاست؟
افزایش محسوس در محتوای مولکول های ازن از فاصله 10 کیلومتری شروع می شود و تا 50 کیلومتری بالای زمین ادامه می یابد. اما مقدار ماده ای که در تروپوسفر وجود دارد هنوز صفحه نمایش نیست. با دور شدن از سطح زمین، چگالی ازن افزایش می یابد. حداکثر مقادیر در استراتوسفر، منطقه آن در ارتفاع 20 تا 25 کیلومتری قرار دارد. مولکول های O3 در اینجا 10 برابر بیشتر از سطح زمین وجود دارد.
اما چرا ضخامت، یکپارچگی لایه اوزون باعث نگرانی دانشمندان و مردم عادی شده است؟ در قرن گذشته یک رونق در مورد وضعیت صفحه نمایش محافظ فوران کرد. محققان دریافته اند که لایه اوزون جو بر فراز قطب جنوب نازک تر شده است. علت اصلی این پدیده مشخص شد - تفکیک مولکول های O3. تخریب در نتیجه اثر ترکیبی تعدادی از عوامل رخ می دهد که در میان آنها پیشروترین آنها انسان زایی است که با فعالیت های بشر مرتبط است.
سوراخ ازن
در 30-40 سال گذشته، دانشمندان به ظهور شکاف هایی در صفحه محافظ بالای سطح زمین توجه کرده اند. جامعه علمی با گزارش هایی مبنی بر اینکه لایه اوزون، سپر زمین، به سرعت در حال تخریب است، نگران شده است. همه رسانه ها در اواسط دهه 1980 گزارش هایی از یک "حفره" بر فراز قطب جنوب منتشر کردند. محققان متوجه شدند که این شکاف در لایه اوزون در بهار افزایش می یابد. دلیل اصلی رشد آسیب مواد مصنوعی و مصنوعی - کلروفلوئوروکربن ها نامگذاری شد. رایج ترین گروه های این ترکیبات فریون ها یا مبردها هستند. بیش از 40 ماده متعلق به این گروه شناخته شده است. آنها از منابع زیادی می آیند زیرا کاربردهای آن شامل صنایع غذایی، شیمیایی، عطرسازی و سایر صنایع است.
ترکیب فریون‌ها علاوه بر کربن و هیدروژن، شامل هالوژن‌ها میشود: فلوئور، کلر، گاهی اوقات برم. تعداد زیادی از این گونه مواد به عنوان مبرد در یخچال و تهویه مطبوع استفاده می شود. فریون ها خود پایدار هستند، اما در دماهای بالا و در حضور عوامل شیمیایی فعال، وارد واکنش های اکسیداسیون می شوند. محصولات واکنش ممکن است شامل ترکیباتی باشند که برای موجودات زنده سمی هستند.
فرئون و صفحه ازن
کلروفلوئوروکربن ها با مولکول های O3 برهم کنش می کنند و لایه محافظ بالای سطح زمین را از بین می برند. در ابتدا، نازک شدن اوزونوسفر به عنوان یک نوسان طبیعی در ضخامت آن در نظر گرفته شد که همیشه اتفاق می افتد. اما با گذشت زمان، حفره هایی مانند "حفره" بر فراز قطب جنوب مورد توجه قرار گرفتدر سراسر نیمکره شمالی تعداد چنین شکاف هایی از اولین رصد افزایش یافته است، اما اندازه آنها نسبت به قاره یخی کوچکتر است.
در ابتدا، دانشمندان شک داشتند که CFC ها هستند که باعث فرآیند تخریب ازن شده اند. اینها موادی با وزن مولکولی زیاد هستند. چگونه می توانند به استراتوسفر برسند، جایی که لایه اوزون در آن قرار دارد، اگر بسیار سنگین تر از اکسیژن، نیتروژن و دی اکسید کربن است؟ مشاهدات جریانات رو به بالا در جو در هنگام رعد و برق، و همچنین آزمایش‌ها، امکان نفوذ ذرات مختلف با هوا را تا ارتفاع 10 تا 20 کیلومتری بالای زمین، جایی که مرز تروپوسفر و استراتوسفر در آن قرار دارد، ثابت کرده‌اند.
انواع مخرب ازن
سپر ازن همچنین اکسیدهای نیتروژن حاصل از احتراق سوخت در موتورهای هواپیماهای مافوق صوت و انواع مختلف فضاپیماها را دریافت می کند. فهرست موادی را که جو، لایه اوزون و انتشارات آتشفشان های زمینی از آنها نابود می شوند، تکمیل کنید. گاهی اوقات جریان گازها و غبار به ارتفاع 10-15 کیلومتر می رسد و در صدها هزار کیلومتر پخش می شود.
دود در مراکز صنعتی و کلان شهرها نیز به تجزیه مولکولهای O3 در جو کمک می کند. دلیل افزایش اندازه حفره های ازن نیز افزایش غلظت گازهای گلخانه ای به اصطلاح در اتمسفر، جایی که لایه اوزون قرار دارد، در نظر گرفته شده است. بنابراین، مشکل زیست محیطی جهانی تغییر اقلیم مستقیماً با مسائل تخریب لایه ازن مرتبط است. واقعیت این است که گازهای گلخانه ای حاویموادی که با مولکول های O3 واکنش می دهند. ازن تجزیه می شود، اتم اکسیژن باعث اکسید شدن عناصر دیگر می شود.
خطر از دست دادن سپر ازن
آیا قبل از پروازهای فضایی، ظهور فریون ها و سایر آلاینده های جوی شکاف هایی در اوزونوسفر وجود داشت؟ سؤالات فوق قابل بحث است، اما یک نتیجه گیری خود را نشان می دهد: لایه اوزون جو باید مورد مطالعه قرار گیرد و از تخریب محافظت شود. سیاره ما بدون صفحه ای از مولکول های O3 محافظت خود را در برابر پرتوهای سخت کیهانی با طول معینی که توسط لایه ماده فعال جذب می شود، از دست می دهد. اگر سپر ازن نازک باشد یا وجود نداشته باشد، فرآیندهای اساسی حیات روی زمین به خطر می افتد. اشعه ماوراء بنفش بیش از حد خطر جهش در سلول های موجودات زنده را افزایش می دهد.
محافظت از لایه ازن
فقدان اطلاعات در مورد ضخامت صفحه محافظ در قرن ها و هزاره های گذشته پیش بینی ها را دشوار می کند. اگر اوزونوسفر به طور کامل فرو بریزد چه اتفاقی می افتد؟ برای چندین دهه، پزشکان به افزایش تعداد افراد مبتلا به سرطان پوست اشاره کرده اند. این یکی از بیماری های ناشی از اشعه ماوراء بنفش بیش از حد است.
در سال 1987، چندین کشور به پروتکل مونترال ملحق شدند که کاهش و ممنوعیت کامل تولید کلروفلوئوروکربن ها را پیش بینی کرد. این تنها یکی از اقداماتی بود که به حفظ لایه اوزون - سپر فرابنفش زمین کمک می کند. اما فریون ها همچنان توسط صنعت تولید می شوند و وارد جو می شوند. با این حال، انطباق با مونترالپروتکل منجر به کاهش سوراخ های ازن شد.
همه برای نجات ازنوسفر چه کاری می توانند انجام دهند؟
محققان پیشنهاد می کنند که بازسازی کامل صفحه محافظ چندین دهه طول می کشد. این در صورتی است که تخریب شدید آن متوقف شود که شک و تردیدهای زیادی را ایجاد می کند. گازهای گلخانه ای همچنان وارد جو می شوند، موشک ها و سایر فضاپیماها پرتاب می شوند و ناوگان هواپیماها در کشورهای مختلف در حال رشد است. این بدان معناست که دانشمندان هنوز راه‌های مؤثری برای محافظت از سپر ازن در برابر تخریب پیدا نکرده‌اند.
در سطح روزمره، همه همچنین می توانند مشارکت داشته باشند. اگر هوا تمیزتر شود، گرد و غبار، دوده و انتشارات سمی وسایل نقلیه کمتر باشد، ازن کمتر تجزیه می شود. برای محافظت از اوزونوسفر نازک، لازم است از سوزاندن زباله ها جلوگیری شود تا دفع ایمن آنها در همه جا برقرار شود. حمل و نقل باید به سوخت های سازگار با محیط زیست تبدیل شود و انواع مختلف منابع انرژی باید در همه جا ذخیره شوند.
