Kde je ozónová vrstva? Co je ozonová vrstva a proč je její ničení škodlivé?

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-12 05:08

Ozonosféra je vrstva atmosféry naší planety, která blokuje nejtvrdší část ultrafialového spektra. Některé druhy slunečního záření mají škodlivý vliv na živé organismy. Ozonosféra se periodicky ztenčuje, objevují se v ní různě velké mezery. Nebezpečné paprsky mohou volně pronikat otvory, které se objevily na povrchu Země. Kde se nachází ozonová vrstva? Co lze udělat pro jeho záchranu? Navrhovaný článek je věnován diskusi o těchto problémech geografie a ekologie Země.

Co je ozón?

Kyslík na Zemi existuje ve formě dvou jednoduchých plynných sloučenin, je součástí vody a velkého množství dalších běžných anorganických a organických látek (křemičitany, uhličitany, sírany, bílkoviny, sacharidy, tuky). Jednou ze známějších alotropních modifikací prvku je jednoduchá látka kyslík, její vzorec je O₂. Druhou modifikací atomů je O (ozón). Vzorec pro tuto látku je O_{3. Tříatomové molekuly vznikají při přebytku energie, například v důsledku výbojů blesků v přírodě. Dále zjistíme, co je ozónová vrstva Země, proč se její tloušťka neustále mění.}

Ozón je za normálních podmínek modrý plyn s ostrým, specifickým aroma. Molekulová hmotnost látky je 48 (pro srovnání - Mr_(vzduch)=29). Vůně ozónu připomíná bouřku, protože po tomto přírodním jevu je ve vzduchu více molekul O_{3. Koncentrace se zvyšuje nejen tam, kde se nachází ozonová vrstva, ale také v blízkosti zemského povrchu. Tato chemicky aktivní látka je pro živé organismy toxická, ale rychle disociuje (rozkládá se). V laboratoři a průmyslu byla vytvořena speciální zařízení - ozonizéry - pro průchod elektrických výbojů vzduchem nebo kyslíkem.}

Co je to ozónová vrstva?

O_{3 molekuly mají vysokou chemickou a biologickou aktivitu. Vazba třetího atomu na dvouatomový kyslík je doprovázena zvýšením energetické rezervy a nestabilitou sloučeniny. Ozon se snadno rozkládá na molekulární kyslík a aktivní částici, která energicky oxiduje ostatní látky a zabíjí mikroorganismy. Častěji se ale otázky související s pachovou sloučeninou týkají její akumulace v atmosféře nad Zemí. Co je ozonová vrstva a proč je její ničení škodlivé?}

V blízkosti povrchu naší planety je vždy určité množství molekul O_{3, ale koncentrace sloučeniny se zvyšuje s výškou. Ke vzniku této látky dochází ve stratosféře vlivem ultrafialového záření Slunce, které nese velkou zásobu energie.}

Ozónová sféra

Existujeoblast vesmíru nad Zemí, kde je mnohem více ozónu než na povrchu. Ale obecně je obal sestávající z molekul O_{3 tenký a nespojitý. Kde se nachází ozonová vrstva Země nebo ozonosféra naší planety? Proměnlivost tloušťky této obrazovky opakovaně zmátla výzkumníky.}

V zemské atmosféře je vždy přítomno určité množství ozonu, jeho koncentrace se s výškou a v průběhu let výrazně kolísá. Na tyto problémy se podíváme poté, co zjistíme přesné umístění ochranné clony molekul O_3.

Kde je ozónová vrstva Země?

Znatelný nárůst obsahu molekul ozonu začíná ve vzdálenosti 10 km a přetrvává až 50 km nad Zemí. Ale množství hmoty přítomné v troposféře ještě není clonou. Jak se vzdalujete od zemského povrchu, hustota ozónu roste. Maximální hodnoty dopadají na stratosféru, její oblast ve výšce 20 až 25 km. Zde je 10krát více molekul O_{3 než na povrchu Země.}

Proč ale tloušťka a celistvost ozonové vrstvy znepokojuje vědce i obyčejné lidi? V minulém století propukl boom ohledně stavu ochranné clony. Vědci zjistili, že ozonová vrstva atmosféry nad Antarktidou se ztenčila. Byla stanovena hlavní příčina jevu - disociace molekul O_{3. K ničení dochází v důsledku kombinovaného účinku řady faktorů, z nichž hlavní je antropogenní, spojený s činností lidstva.}

Ozónové díry

V posledních 30–40 letech vědci zaznamenali výskyt mezer v ochranné cloně nad zemským povrchem. Vědecká komunita byla znepokojena zprávami, že ozonová vrstva, zemský štít, rychle degraduje. Všechna média v polovině 80. let otiskla zprávy o „díře“nad Antarktidou. Vědci si všimli, že tato mezera v ozonové vrstvě se na jaře zvětšuje. Hlavním důvodem růstu škod byly pojmenovány umělé a syntetické látky – chlorfluoruhlovodíky. Nejběžnější skupinou těchto sloučenin jsou freony nebo chladiva. Je známo více než 40 látek patřících do této skupiny. Pocházejí z mnoha zdrojů, protože aplikace zahrnují potravinářský, chemický, parfémový a další průmysl.

Složení freonů kromě uhlíku a vodíku zahrnuje halogeny: fluor, chlor, někdy brom. Velké množství takových látek se používá jako chladiva v chladničkách a klimatizacích. Freony samy o sobě jsou stabilní, ale při vysokých teplotách a za přítomnosti aktivních chemických činidel vstupují do oxidačních reakcí. Produkty reakce mohou obsahovat sloučeniny, které jsou toxické pro živé organismy.

Freony a ozónová clona

Chlorfluoruhlovodíky interagují s molekulami O3 a ničí ochrannou vrstvu nad zemským povrchem. Ztenčení ozonosféry bylo zprvu bráno jako přirozené kolísání její tloušťky, což se děje neustále. Ale postupem času byly pozorovány díry jako „díra“nad Antarktidoupo celé severní polokouli. Počet takových mezer se od prvního pozorování zvýšil, ale jsou menší než na ledovém kontinentu.

Zpočátku vědci pochybovali, že to byly CFC, které způsobily proces ničení ozónu. Jde o látky s velkou molekulovou hmotností. Jak se mohou dostat do stratosféry, kde se nachází ozonová vrstva, když je mnohem těžší než kyslík, dusík a oxid uhličitý? Pozorování vzestupného proudění v atmosféře při bouřce i experimenty prokázaly možnost průniku různých částic se vzduchem do výšky 10–20 km nad Zemí, kde se nachází rozhraní troposféry a stratosféry.

Různé látky poškozující ozón

Ozónový štít přijímá také oxidy dusíku vznikající při spalování paliva v motorech nadzvukových letadel a různých typů kosmických lodí. Doplňte seznam látek, z nichž je ničena atmosféra, ozonová vrstva a emise z pozemských sopek. Někdy proudy plynů a prachu dosahují výšky 10-15 kilometrů a šíří se na stovky tisíc kilometrů.

Smog nad velkými průmyslovými centry a megaměsty také přispívá k disociaci molekul O₃ v atmosféře. Za důvod zvětšování velikosti ozonových děr je považován i nárůst koncentrací tzv. skleníkových plynů v atmosféře, kde se ozonová vrstva nachází. Globální environmentální problém změny klimatu tedy přímo souvisí s problematikou poškozování ozónové vrstvy. Faktem je, že skleníkové plyny obsahujílátky, které reagují s molekulami O_{3. Ozon disociuje, atom kyslíku způsobí oxidaci ostatních prvků.}

Nebezpečí ztráty ozónového štítu

Byly před lety do vesmíru mezery v ozonosféře, výskyt freonů a dalších látek znečišťujících atmosféru? Výše uvedené otázky jsou diskutabilní, ale jeden závěr se nabízí: ozónovou vrstvu atmosféry je třeba studovat a chránit před zničením. Naše planeta bez clony molekul O_{3 ztrácí ochranu před tvrdým kosmickým zářením určité délky absorbovaným vrstvou účinné látky. Pokud je ozonový štít tenký nebo chybí, jsou ohroženy základní životní procesy na Zemi. Nadměrné ultrafialové záření zvyšuje riziko mutací v buňkách živých organismů.}

Ochrana ozónové vrstvy

Nedostatek údajů o tloušťce ochranné obrazovky v minulých staletích a tisíciletích ztěžuje předpovědi. Co se stane, když se ozonosféra úplně zhroutí? Již několik desetiletí lékaři zaznamenávají nárůst počtu lidí postižených rakovinou kůže. Toto je jedna z nemocí způsobených nadměrným ultrafialovým zářením.

V roce 1987 se několik zemí připojilo k Montrealskému protokolu, který stanovil omezení a úplný zákaz výroby chlorfluoruhlovodíků. To bylo jen jedno z opatření, které pomůže zachovat ozonovou vrstvu – ultrafialový štít Země. Ale freony jsou stále produkovány průmyslem a vstupují do atmosféry. Nicméně soulad s MontrealemProtokol vedl ke snížení ozónových děr.

Co může každý udělat pro záchranu ozonosféry?

Výzkumníci naznačují, že kompletní obnova ochranné obrazovky bude trvat několik dalších desetiletí. A to v případě, že se zastaví jeho intenzivní ničení, což vyvolává mnohé pochybnosti. Do atmosféry se nadále dostávají skleníkové plyny, startují rakety a další kosmické lodě a flotila letadel v různých zemích se rozrůstá. To znamená, že vědci musí ještě vyvinout účinné způsoby, jak chránit ozonový štít před zničením.

Na každodenní úrovni může přispět každý. Ozón se bude méně rozkládat, pokud bude vzduch čistší, bude obsahovat méně prachu, sazí a toxických emisí z vozidel. K ochraně tenké ozonosféry je nutné zastavit spalování odpadů, všude zavést jejich bezpečnou likvidaci. Doprava by se měla přejít na ekologičtější paliva a všude by se měly šetřit různé druhy zdrojů energie.