Озон қабаты қайда орналасқан? Озон қабаты дегеніміз не және оның бұзылуы неліктен зиянды?

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-12 09:52

Озоносфера – ультракүлгін спектрдің ең қиын бөлігін жауып тастайтын планетамыздың атмосферасының қабаты. Күн сәулесінің кейбір түрлері тірі организмдерге зиянды әсер етеді. Мерзімді түрде озоносфера жұқарады, онда әртүрлі көлемдегі бос орындар пайда болады. Қауіпті сәулелер жер бетінде пайда болған тесіктер арқылы еркін еніп кете алады. Озон қабаты қай жерде орналасқан? Оны сақтау үшін не істеуге болады? Ұсынылып отырған мақала Жердің географиясы мен экологиясының осы мәселелерін талқылауға арналған.

Озон дегеніміз не?

Оттегі жер бетінде екі қарапайым газ тәрізді қосылыс түрінде болады, судың және басқа да көп таралған бейорганикалық және органикалық заттардың (силикаттар, карбонаттар, сульфаттар, белоктар, көмірсулар, майлар) өте көп бөлігі болып табылады. Элементтің ең танымал аллотропиялық модификацияларының бірі қарапайым зат оттегі болып табылады, оның формуласы O₂. Атомдардың екінші модификациясы – О (озон). Бұл заттың формуласы: O_{3. Триатомды молекулалар энергияның артық болуы кезінде пайда болады, мысалы, табиғатта найзағай разрядтары нәтижесінде. Әрі қарай, біз Жердің озон қабатының не екенін, оның қалыңдығы неге үнемі өзгеріп тұратынын анықтаймыз.}

Қалыпты жағдайда озон - өткір, ерекше хош иісі бар көк газ. Заттың молекулалық салмағы 48 (салыстыру үшін - Mr_(ауа)=29). Озонның иісі найзағайды еске түсіреді, өйткені бұл табиғи құбылыстан кейін ауада O_{3 молекулалары көбірек болады. Концентрация озон қабаты орналасқан жерде ғана емес, жер бетіне жақын жерде де артады. Бұл химиялық белсенді зат тірі ағзалар үшін улы, бірақ тез диссоциацияланады (ыдырады). Зертханада және өнеркәсіпте электр разрядтарын ауа немесе оттегі арқылы өткізуге арналған арнайы құрылғылар - озонизаторлар жасалды.}

Озон қабаты дегеніміз не?

O_{3 молекулалары жоғары химиялық және биологиялық белсенділікке ие. Үшінші атомның екі атомды оттегіге қосылуы энергия қорының ұлғаюымен және қосылыстың тұрақсыздығымен бірге жүреді. Озон молекулалық оттегіге және белсенді бөлшекке оңай ыдырайды, ол басқа заттарды қатты тотықтырады және микроорганизмдерді өлтіреді. Бірақ көбінесе иісті қосылысқа қатысты сұрақтар оның Жер үстіндегі атмосферада жиналуына қатысты. Озон қабаты дегеніміз не және оның бұзылуы неліктен зиянды?}

Біздің планетамыздың бетіне жақын жерде әрқашан белгілі бір мөлшерде O_{3 молекулалары болады, бірақ қосылыстың концентрациясы биіктікке қарай артады. Бұл заттың пайда болуы стратосферада Күннің ультракүлгін сәулеленуіне байланысты пайда болады, ол энергияның үлкен қорын тасымалдайды.}

Озонфера

БарЖер бетіндегіге қарағанда озон қабаты көп болатын жер үстіндегі ғарыш аймағы. Бірақ жалпы O_{3 молекулаларынан тұратын қабық жұқа және үзіліссіз. Жердің озон қабаты немесе планетамыздың озоносферасы қай жерде орналасқан? Бұл экран қалыңдығының өзгермелілігі зерттеушілерді бірнеше рет шатастырды.}

Озонның белгілі бір мөлшері жер атмосферасында әрқашан болады, оның концентрациясының биіктікте және жылдар бойына айтарлықтай ауытқуы болады. O_{3 молекулаларының қорғаныш экранының нақты орнын анықтағаннан кейін біз бұл мәселелерді қарастырамыз.}

Жердің озон қабаты қай жерде?

Озон молекулаларының мөлшерінің айтарлықтай артуы 10 км қашықтықта басталып, Жерден 50 км биіктікте сақталады. Бірақ тропосферадағы заттың мөлшері әлі экран емес. Жер бетінен алыстаған сайын озонның тығыздығы артады. Максималды мәндер стратосфераға, оның 20-дан 25 км биіктіктегі аймағына түседі. Мұнда жер бетіндегіге қарағанда O_{3 молекулалар 10 есе көп.}

Бірақ озон қабатының қалыңдығы, тұтастығы ғалымдар мен қарапайым адамдарды неге алаңдатады? Қорғаныс экранының күйіне қатысты бум өткен ғасырда пайда болды. Зерттеушілер Антарктиданың үстіндегі атмосфераның озон қабаты жұқарғанын анықтады. Құбылыстың негізгі себебі анықталды - O_{3 молекулаларының диссоциациялануы. Деструкция бірқатар факторлардың біріккен әсерінің нәтижесінде орын алады, олардың ішінде жетекшісі – адамзат әрекетімен байланысты антропогендік.}

Озон тесіктері

Соңғы 30-40 жылда ғалымдар Жер бетінің үстіндегі қорғаныс экранында саңылаулардың пайда болғанын байқады. Ғылыми қоғамдастық Жердің қалқаны болып табылатын озон қабатының тез бұзылып бара жатқаны туралы ақпараттар үрейлендірді. 1980 жылдардың ортасында барлық БАҚ Антарктиданың үстіндегі «тесік» туралы хабарларды басып шығарды. Зерттеушілер озон қабатындағы бұл алшақтық көктемде ұлғаятынын байқады. Зақымданудың өсуінің негізгі себебі жасанды және синтетикалық заттар - хлорфторкөміртектер деп аталды. Бұл қосылыстардың ең көп таралған топтары фреондар немесе салқындатқыштар болып табылады. Бұл топқа жататын 40-тан астам заттар белгілі. Олар көптеген көздерден келеді, себебі қолданбаларға тамақ, химия, парфюмерия және басқа салалар кіреді.

Фреондардың құрамына көміртек пен сутектен басқа галогендер кіреді: фтор, хлор, кейде бром. Мұндай заттардың үлкен саны тоңазытқыштар мен кондиционерлерде салқындатқыш ретінде пайдаланылады. Фреондардың өзі тұрақты, бірақ жоғары температурада және белсенді химиялық агенттердің қатысуымен олар тотығу реакцияларына түседі. Реакция өнімдерінде тірі ағзалар үшін улы қосылыстар болуы мүмкін.

Фреондар және озон экраны

Хлорфторкөміртектер O3 молекулаларымен әрекеттесіп, жер бетіндегі қорғаныс қабатын бұзады. Алғашында озоносфераның жұқаруы оның қалыңдығының табиғи ауытқуы ретінде қабылданды, ол үнемі болып тұрады. Бірақ уақыт өте келе Антарктиданың үстіндегі «тесік» сияқты тесіктер байқалдыбүкіл Солтүстік жарты шарда. Алғашқы бақылаудан бері мұндай бос орындардың саны артты, бірақ олар мұзды континентке қарағанда көлемі жағынан кішірек.

Алғашында ғалымдар озонды бұзу процесін тудырған ХФУ екеніне күмәнданған. Бұл үлкен молекулалық массасы бар заттар. Озон қабаты орналасқан стратосфераға, егер ол оттегі, азот және көмірқышқыл газынан әлдеқайда ауыр болса, олар қалай жетеді? Найзағай кезінде атмосферадағы жоғары қарай ағындарды бақылау, сондай-ақ эксперименттер тропосфера мен стратосфераның шекарасы орналасқан Жерден 10–20 км биіктікке ауамен әртүрлі бөлшектердің ену мүмкіндігін дәлелдеді.

Озонды бұзатын заттардың алуан түрі

Озон қалқаны дыбыстан жоғары ұшақтар мен әртүрлі типтегі ғарыш кемелерінің қозғалтқыштарындағы жанармайдың жануы нәтижесінде пайда болатын азот оксидтерін де алады. Атмосфера, озон қабаты және жердегі жанартаулардың шығарындылары жойылатын заттардың тізімін толықтырыңыз. Кейде газдар мен шаң ағындары 10-15 километр биіктікке жетіп, жүздеген мың километрге таралады.

Ірі өнеркәсіп орталықтары мен мегаполистердегі түтін атмосферадағы O₃ молекулаларының диссоциациялануына да ықпал етеді. Озон саңылауларының көлемінің ұлғаюының себебі де озон қабаты орналасқан атмосферада парниктік газдар деп аталатын концентрациясының артуы болып табылады. Осылайша, климаттың өзгеруінің жаһандық экологиялық проблемасы озон қабатының бұзылуы мәселелерімен тікелей байланысты. Өйткені, парниктік газдар барO_{3 молекулаларымен әрекеттесетін заттар. Озон диссоциацияланады, оттегі атомы басқа элементтердің тотығуына себеп болады.}

Озон қалқанын жоғалту қаупі

Ғарышқа ұшуға дейін озоносферада бос орындар болды ма, фреондар және басқа да атмосфераны ластаушы заттар пайда болды ма? Жоғарыда келтірілген сұрақтар пікірталас тудырады, бірақ бір тұжырым өзін көрсетеді: атмосфераның озон қабатын зерттеп, жойылудан сақтау керек. O_{3 молекулаларының экраны жоқ біздің планета белсенді зат қабаты сіңіретін белгілі бір ұзындықтағы қатты ғарыштық сәулелерден қорғанысын жоғалтады. Егер озон қабаты жұқа немесе жоқ болса, онда Жердегі негізгі тіршілік процестеріне қауіп төнеді. Шамадан тыс ультракүлгін сәулелену тірі организмдердің жасушаларында мутация қаупін арттырады.}

Озон қабатын қорғау

Өткен ғасырлар мен мыңжылдықтардағы қорғаныс экранының қалыңдығы туралы деректердің болмауы болжамдарды қиындатады. Озоносфера толығымен жойылса не болады? Бірнеше ондаған жылдар бойы дәрігерлер тері қатерлі ісігінен зардап шеккен адамдар санының өсуін атап өтті. Бұл шамадан тыс ультракүлгін сәулеленуден болатын аурулардың бірі.

1987 жылы хлорфторкөміртектерді өндіруді қысқарту және толық тыйым салуды көздейтін Монреаль хаттамасына бірнеше ел қосылды. Бұл озон қабатын - Жердің ультракүлгін қорғанысын сақтауға көмектесетін шаралардың бірі ғана болды. Бірақ фреондар әлі де өнеркәсіпте шығарылады және атмосфераға енеді. Дегенмен, Монреальға сәйкестікХаттама озон саңылауларының азаюына әкелді.

Озоносфераны сақтау үшін әркім не істей алады?

Зерттеушілер қорғаныс экранын толық қалпына келтіруге тағы бірнеше онжылдықтар қажет деп болжайды. Бұл оның қарқынды жойылуын тоқтатқан жағдайда, бұл көптеген күмән тудырады. Атмосфераға парниктік газдар түсуін жалғастыруда, зымырандар мен басқа ғарыш аппараттары ұшырылады, әртүрлі елдердегі ұшақтар паркі өсуде. Бұл ғалымдар озон қабатын бұзылудан қорғаудың тиімді жолдарын әлі әзірлей алмағанын білдіреді.

Күнделікті деңгейде әркім өз үлесін қоса алады. Ауа тазарып, шаң, күйе және улы көлік шығарындылары аз болса, озон азырақ ыдырайды. Жұқа озоносфераны қорғау үшін қалдықтарды жағуды тоқтату, оларды барлық жерде қауіпсіз жоюды орнату қажет. Көлікті неғұрлым экологиялық таза отынға ауыстырып, энергия ресурстарының әртүрлі түрлерін барлық жерде үнемдеу керек.