В различните слоеве на атмосферата има слой, чиято концентрация на озон е най-висока в цялата планета. Това е така нареченият озонов слой. Тази зона, разположена в стратосферата на около 60 км над морското равнище има необходими ефекти за живота на планетата.
С излъчването на определени вредни газове в атмосферата от хората, Този слой претърпя изтъняване, което застраши функцията му за живот на планетата. Днес обаче изглежда се възстановява. Искате ли да знаете каква функция има озоновият слой и значението, което той има за хората?
Озонов газ
За да започнем да знаем каква функция има озоновият слой, първо трябва да знаем свойствата на газа, който го съставя: озонов газ. Химичната му формула е O3 и това е алотропната форма на кислород, тоест един от условията, при които може да се намери в природата.
Озонът е газ, който се разлага на обикновен кислород при обикновени температури и налягане. По същия начин издава проникваща сярна миризма и цветът му е меко синкав. Ако озонът беше на земната повърхност би било токсично за растенията и животните. Той обаче съществува естествено в озоновия слой и без тази висока концентрация на този газ в стратосферата не бихме могли да излезем навън.
Роля на озоновия слой
Озонът е важен защитник на живота на земната повърхност. Това се дължи на функцията му на защитен филтър срещу ултравиолетовото лъчение от Слънцето. Озонът е отговорен за поглъщането предимно на слънчевите лъчи, които се намират в дължината на вълната между 280 и 320 nm.
Когато ултравиолетовото лъчение от Слънцето удря озона, молекулата се разпада на атомен кислород и общ кислород. Когато общият и атомен кислород се срещнат отново в стратосферата, те се присъединяват отново, за да образуват озонова молекула. Тези реакции са постоянни в стратосферата и едновременно съществуват озон и кислород.
Химични характеристики на озона
Озонът е газ, който може да бъде открит при електрически бури и близо до оборудване с високо напрежение или искри. Например в миксерите, когато искрите се получават от контакта на четките, се получава озон. Може лесно да се разпознае по миризма.
Този газ може да кондензира и да изглежда като много нестабилна синя течност. Ако обаче замръзне, той ще покаже черно-лилав цвят. В тези две състояния това е много експлозивно вещество предвид голямата си окислителна сила.
Когато озонът се разлага на хлор, той е способен да окислява повечето метали и въпреки че концентрацията му е много малка на земната повърхност (само около 20 ppb), той е способен да окислява метали.
Той е по-тежък и активен от кислорода. Освен това е по-окислителен, поради което се използва като дезинфектант и гермицид, поради окисляването на бактериите, че този ефект. Използвано е за пречистване на вода, унищожаване на органични вещества или въздуха в болници, подводници и др.
Как се генерира озонът в стратосферата?
Озонът се произвежда главно, когато молекулите на кислорода са подложени на големи количества енергия. Когато това се случи, тези молекули се превръщат в атомни свободни радикали. Този газ е изключително нестабилен, така че когато срещне друга често срещана молекула кислород, той се свързва с образуването на озон. Тази реакция се появява на всеки две секунди или така.
В този случай енергийният източник, който подлага общия кислород, е ултравиолетово лъчение от слънцето. Ултравиолетовото лъчение е това, което дисоциира молекулярния кислород в атомен кислород. Когато молекулите на атомния и молекулярния кислород се срещнат и образуват озон, той от своя страна се разрушава от действието на самата ултравиолетова радиация.
Озоновият слой е непрекъснат създаване и унищожаване на озонови молекули, молекулен кислород и атомен кислород. По този начин се създава динамично равновесие, при което озонът се разрушава и образува. Ето как озонът действа като филтър, който не позволява споменатото вредно лъчение да премине към повърхността на Земята.
Озоновият слой
Самият термин "озонов слой" обикновено е неразбран. Тоест, концепцията е, че на определена височина в стратосферата има висока концентрация на озон, която покрива и защитава Земята. Горе-долу е представено така, сякаш небето е покрито от облачен слой.
Това обаче не е така. Истината е, че озонът не е концентриран в слой, нито е разположен на определена височина, а по-скоро е оскъден газ, който е силно разреден във въздуха и който освен това се появява от земята до стратосферата. Това, което наричаме „озонов слой“, е област от стратосферата, където е концентрацията на озонови молекули е относително висока (няколко частици на милион) и много по-висока от останалите концентрации на озон на повърхността. Но концентрацията на озон в сравнение с тази на други газове в атмосферата, като азот, е минимална.
Ако озоновият слой изчезне, ултравиолетовите лъчи на слънцето биха ударили директно земната повърхност без какъвто и да е вид филтър и биха накарали повърхността да бъде стерилизирана., унищожавайки целия живот на земята.
Концентрацията на озонов газ в озоновия слой е около 10 части на милион. Концентрацията на стратосферния озон варира в зависимост от надморската височина, но никога не е повече от сто хилядни от атмосферата, в която се намира. Озонът е газ, който е толкова оскъден, че ако за момент трябва да го отделим от останалата част от въздуха и да го привлечем към земята, той ще бъде с дебелина само 3 мм.
Унищожаване на озоновия слой
Озоновият слой започва да се влошава още през 70-те години, когато се забелязва вредното действие на газовете от азотен оксид върху него. Тези газове бяха изхвърлени от свръхзвуков самолет.
Азотният оксид реагира с озона, което води до азотен оксид и обикновен кислород. Въпреки че това се случва, действието върху озоновия слой е минимално. Газовете, които наистина увреждат озоновия слой, са CFC (хлорофлуорвъглеводороди). Тези газове са резултат от използването на синтетични химикали.
За първи път изчерпването на озоновия слой е известно през 1977 г. в Антарктида. През 1985 г. беше възможно да се измери, че вредното ултравиолетово лъчение от Слънцето се е увеличило 10 пъти и че озоновият слой над Антарктида е намалял с 40%. Оттам започнаха да говорят за озоновата дупка.
Изтъняването на озоновия слой отдавна беше загадка. Обясненията, свързани със слънчевите цикли или динамичните характеристики на атмосферата, изглеждат неоснователни и днес изглежда доказано, че това се дължи на увеличаването на емисиите на фреон (хлорофлуоровъглерод или CFC), газ, използван в аерозолната индустрия, пластмаси и хладилни и климатични вериги.
ХФУ са много стабилни газове в атмосферата, тъй като те не са нито токсични, нито запалими. Това им дава дълъг живот, като ви позволява да унищожавате озоновите молекули, които ви пречат дълго време.
Ако озоновият слой бъде унищожен, увеличаването на ултравиолетовите лъчи би предизвикало катастрофална поредица от биологични реакции като увеличаването на честотата на инфекциозни заболявания и рак на кожата.
От друга страна, производството на парникови газове (излъчвани от повърхността на Земята под действието предимно на човека), които генерират т.нар. "Парников ефект", това ще доведе до глобално затопляне с регионални промени в температурата, което ще доведе до повишаване на морското равнище в резултат, наред с други фактори, на постепенното топене на големи маси от полярен лед.
Това е като рибата, която хапе опашката си. Колкото по-голямо е количеството слънчева радиация, което влияе на земната повърхност, толкова по-голямо е въздействието върху температурите. Ако добавим ефектите от глобалното затопляне, причинени от увеличения парников ефект и по-високата честота на UV лъчи от Слънцето върху ледени маси като Антарктида, можем да видим, че Земята е потопена в състояние на прегряване, подхранвано от всичко това.
Както можете да видите, озоновият слой е от жизненоважно значение за живота на планетата, както за хората, така и за растителността и животните. Поддържането на озоновия слой в добро състояние е приоритет и за това правителствата трябва да продължат да работят по забраната на емисиите на газове, които разрушават озона.