Ozonski sloj

U različitim slojevi atmosfere  postoji sloj čija je koncentracija ozona najveća na čitavoj planeti. Ovo je takozvani ozonski omotač. Ovo područje se nalazi u stratosferi oko 60 km nadmorske visine ima neophodne efekte za život na planeti.

Emisijom određenih štetnih gasova u atmosferu od strane ljudi, ovaj sloj je prošao prorjeđivanje što je ugrozilo njegovu funkciju za život na planeti. Međutim, danas se čini da se oporavlja. Želite li znati kakvu funkciju ima ozonski omotač i koliko je važan za ljude?

Ozonski plin

Da bismo počeli znati kakvu funkciju ima ozonski omotač, prvo moramo znati svojstva plina koji ga čini: ozonski plin. Njegova hemijska formula je O3, a to je alotropni oblik kisika, odnosno jedan od modaliteta u kojima se može naći u prirodi.

Ozon je plin koji se pri uobičajenim temperaturama i pritisku raspada u obični kisik. Takođe daje prodoran sumporni miris i njegova je boja mekano plavkasta. Da je ozon na površini zemlje bio bi toksičan za biljke i životinje. Međutim, postoji prirodno u ozonskom omotaču i bez te visoke koncentracije ovog plina u stratosferi ne bismo mogli izaći van.

Uloga ozonskog omotača

Ozon je važan zaštitnik života na Zemljinoj površini. To je zbog njegove funkcije zaštitnog filtra protiv ultraljubičastog zračenja Sunca. Ozon je odgovoran za uglavnom apsorbiranje sunčevih zraka koje se nalaze u talasna dužina između 280 i 320 nm.

Kada ultraljubičasto zračenje Sunca pogodi ozon, molekula se raspada na atomski i uobičajeni kisik. Kada se zajednički i atomski kiseonik ponovo sretnu u stratosferi, oni se ponovo spajaju i formiraju molekul ozona. Te su reakcije stalne u stratosferi, a ozon i kisik istovremeno koegzistiraju.

Hemijske karakteristike ozona

Ozon je plin koji se može otkriti u električnim olujama i u blizini opreme visokog napona ili varnica. Na primjer, u mikserima, kada se kontaktima četkica stvaraju iskre, stvara se ozon. Može se lako prepoznati po mirisu.

Ovaj plin se može kondenzirati i izgledati kao vrlo nestabilna plava tekućina. Međutim, ako se smrzne, prikazat će crno-ljubičastu boju. U ova dva stanja vrlo je eksplozivna supstanca s obzirom na veliku oksidacionu moć.

Kada se ozon razgradi u hlor, on je u stanju da oksidira većinu metala i, iako je njegova koncentracija na površini zemlje vrlo mala (samo oko 20 ppb), on je u stanju da oksidira metale.

Teži je i aktivniji od kisika. Takođe je više oksidirajući, zbog čega se koristi kao dezinficijens i germicid, zbog oksidacije bakterija koja djeluje. Korišten je za pročišćavanje vode, uništavanje organskih tvari ili zraka u bolnicama, podmornicama itd.

Kako se ozon stvara u stratosferi?

Ozon se proizvodi uglavnom kada su molekuli kiseonika izloženi velikim količinama energije. Kada se to dogodi, ti molekuli postaju atomski slobodni radikali kisika. Ovaj plin je izuzetno nestabilan, pa kad se susretne s drugim uobičajenim molekulom kisika, veže se za nastajanje ozona. Ova reakcija se javlja svake dvije sekunde ili tako nekako.

U ovom je slučaju izvor energije koji podvrgava uobičajeni kiseonik ultraljubičasto zračenje sunca. Ultraljubičasto zračenje je ono što razdvaja molekularni kiseonik na atomski. Kada se atomski i molekularni molekuli kiseonika susretnu i formiraju ozon, on se uništava djelovanjem samog ultraljubičastog zračenja.

Ozonski omotač je kontinuirano stvaranje i uništavanje molekula ozona, molekularni kisik i atomski kisik. Na taj način se stvara dinamička ravnoteža u kojoj se ozon uništava i stvara. Tako ozon djeluje kao filter koji ne dopušta spomenutom štetnom zračenju da prolazi na površinu Zemlje.

Ozonski omotač

Sam pojam "ozonski omotač" uglavnom je pogrešno shvaćen. Odnosno, koncept je na određenoj visini u stratosferi postoji visoka koncentracija ozona koja pokriva i štiti Zemlju. Manje-više prikazano je kao da je nebo prekriveno oblačnim slojem.

Međutim, to nije tako. Istina je da se ozon ne koncentrira u sloju niti se nalazi na određenoj visini, već je to oskudni plin koji se jako razrjeđuje u zraku i koji se, pored toga, pojavljuje od tla prema stratosferi . Ono što nazivamo "ozonskim omotačem" je područje stratosfere u kojem je koncentracija molekula ozona je relativno visoka (nekoliko čestica na milion) i mnogo veće od ostalih koncentracija ozona na površini. Ali koncentracija ozona u poređenju sa koncentracijom drugih gasova u atmosferi, poput dušika, je mala.

Ako bi ozonski omotač nestao, sunčeve ultraljubičaste zrake udarile bi izravno na površinu zemlje bez ikakvih vrsta filtera i dovele do sterilizacije površine uništavajući sav zemaljski život. 

Koncentracija ozonskog plina u ozonskom omotaču je od oko 10 dijelova na milion. Koncentracija stratosferskog ozona varira u zavisnosti od nadmorske visine, ali nikada nije veća od sto hiljaditi deo atmosfere u kojoj se nalazi. Ozon je toliko rijedak plin da, ako bismo ga u jednom trenutku odvojili od ostatka zraka i privukli ga na zemlju, bio bi debeo samo 3 mm.

Uništavanje ozonskog omotača

Ozonski omotač počeo je propadati još 70-ih godina, kada se vidjelo štetno djelovanje plinova azot-oksida na njega. Ovi plinovi su izbačeni nadzvučnim avionima.

Dušikov oksid reagira s ozonom što rezultira dušikovim oksidom i uobičajenim kiseonikom. Iako se to događa, djelovanje na ozonski omotač je minimalno. Plinovi koji stvarno oštećuju ozonski omotač su CFC (hlorofluoroogljikovodici). Ovi gasovi rezultat su upotrebe sintetičkih hemikalija.

Prvi put da je poznato oštećenje ozonskog omotača bilo je 1977. godine na Antarktiku. 1985. godine bilo je moguće izmjeriti da se štetno ultraljubičasto zračenje Sunca povećalo 10 puta i da je ozonski omotač nad Antarktikom smanjio se za 40%. Od tada je počelo govoriti o ozonskoj rupi.

Stanjivanje ozonskog omotača dugo je bilo misterija. Objašnjenja povezana sa solarnim ciklusima ili dinamičkim karakteristikama atmosfere izgledaju neutemeljena i danas se čini dokazanim da je to zbog povećanja emisije freona (klorofluoroogljikovodik ili CFC), gas koji se koristi u industriji aerosola, plastika i rashladni i klimatizacijski krugovi.

CFC su vrlo stabilni gasovi u atmosferi, jer nisu ni toksični ni zapaljivi. To im daje dug život, omogućavajući vam uništavanje molekula ozona koji su vam dugo na putu.

Ako bi se ozonski omotač uništio, povećanje UV zračenja izazvalo bi katastrofalnu seriju bioloških reakcija poput porast učestalosti zaraznih bolesti i karcinoma kože.

S druge strane, proizvodnja stakleničkih plinova (koji se s Zemljine površine emituju djelovanjem uglavnom čovjeka) koji generiraju tzv. "Efekat staklenika", rezultirat će globalnim zatopljenjem s regionalnim promjenama temperature, što će dovesti do porasta nivoa mora kao rezultat, između ostalih faktora, postepenog topljenja velikih masa polarnog leda.

Ovo je poput ribe koja grize rep. Što je veća količina sunčevog zračenja koja utječe na površinu zemlje, to je veći utjecaj na temperature. Ako tome dodamo efekte globalnog zatopljenja uzrokovane povećanim efektom staklene bašte i većom učestalošću UV zraka sa Sunca na ledene mase poput Antarktika, možemo vidjeti da je Zemlja potopljena u stanju pregrijavanje potaknuto svim tim.

Kao što vidite, ozonski omotač je od vitalne važnosti za život na planeti, kako za ljude, tako i za vegetaciju i životinje. Održavanje ozonskog omotača u dobrom stanju je prioritet i zbog toga vlade moraju nastaviti raditi na zabrani emisije gasova koji uništavaju ozon.