Otsonikerros

Eri ilmakehän kerroksia  on kerros, jonka otsonipitoisuus on korkein koko planeetalla. Tämä on niin sanottu otsonikerros. Tämä alue sijaitsee stratosfäärissä noin 60 km merenpinnan yläpuolella sillä on tarvittavat vaikutukset planeetan elämään.

Ihmisten päästettyä tiettyjä haitallisia kaasuja ilmakehään tälle kerrokselle tehtiin harvennus, joka vaarantaa sen toiminnan planeetan elämää varten. Tähän päivään näyttää kuitenkin muodostuvan uudelleen. Haluatko tietää, mikä tehtävä otsonikerroksella on ja kuinka tärkeä se on ihmisille?

Otsonikaasu

Jotta voisimme tietää, mikä otsonikerroksen tehtävä on, meidän on ensin tiedettävä sen muodostavan kaasun ominaisuudet: otsonikaasu. Sen kemiallinen kaava on O3, ja se on hapen allotrooppinen muoto, toisin sanoen yksi modaliteeteista, joissa se löytyy luonnosta.

Otsoni on kaasu, joka hajoaa tavalliseksi hapeksi tavallisissa lämpötiloissa ja paineissa. Samoin se antaa tunkeutuvan rikkihapon ja sen väri on pehmeä sinertävä. Jos otsonia olisi maan pinnalla se olisi myrkyllistä kasveille ja eläimille. Se on kuitenkin luonnollisesti otsonikerroksessa, ja ilman tätä kaasun suurta pitoisuutta stratosfäärissä emme voi mennä ulos.

Otsonikerroksen rooli

Otsoni on tärkeä elämän suojelija maan pinnalla. Tämä johtuu sen toiminnasta suojasuodattimena auringon ultraviolettisäteilyä vastaan. Otsoni on vastuussa pääasiassa auringon säteiden absorboinnista aallonpituus 280-320 nm.

Kun auringon ultraviolettisäteily putoaa otsoniin, molekyyli hajoaa atomihapeksi ja tavalliseksi hapeksi. Kun yhteinen ja atomihappi kohtaavat jälleen stratosfäärissä, ne muodostavat taas otsonimolekyylin. Nämä reaktiot ovat jatkuvia stratosfäärissä ja otsoni ja happi esiintyvät samanaikaisesti.

Otsonin kemialliset ominaisuudet

Otsoni on kaasu, joka voidaan havaita sähkömyrskyissä ja lähellä suurjännite- tai kipinöintilaitteita. Esimerkiksi sekoittimissa, kun kipinöitä syntyy harjojen kosketuksessa, syntyy otsonia. Haju tunnistaa sen helposti.

Tämä kaasu voi tiivistyä ja näyttää erittäin epävakaalta siniseltä nesteeltä. Kuitenkin, jos se jäätyy, siinä on mustan violetti väri. Näissä kahdessa tilassa se on erittäin räjähtävä aine, kun otetaan huomioon sen suuri hapettava voima.

Kun otsoni hajoaa klooriksi, se kykenee hapettamaan useimmat metallit, ja vaikka sen pitoisuus onkin hyvin pieni maan pinnalla (vain noin 20 ppb), se kykenee hapettamaan metalleja.

Se on raskaampaa ja aktiivisempaa kuin happi. Se on myös hapettavampi, minkä vuoksi sitä käytetään desinfiointiaineena ja bakteerimyrkkynä, johtuu bakteerien hapettumisesta, että tämä vaikutus. Sitä on käytetty veden puhdistamiseen, orgaanisten aineiden tai ilman tuhoamiseen sairaaloissa, sukellusveneissä jne.

Kuinka otsonia syntyy stratosfäärissä?

Otsonia syntyy pääasiassa silloin, kun happimolekyyleihin kohdistuu suuria määriä energiaa. Kun näin tapahtuu, näistä molekyyleistä tulee atomihapen vapaita radikaaleja. Tämä kaasu on erittäin epävakaa, joten kun se kohtaa toisen yleisen happimolekyylin, se sitoutuu muodostamaan otsonia. Tämä reaktio tapahtuu noin kahden sekunnin välein.

Tässä tapauksessa yhteisen hapen kohteena oleva energialähde on auringon ultraviolettisäteily. Ultraviolettisäteily hajottaa molekyylihapen atomihapeksi. Kun atomi- ja molekyylihappimolekyylit kohtaavat ja muodostavat otsonin, se tuhoutuu vuorostaan ​​itse ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta.

Otsonikerros on jatkuvasti otsonimolekyylien luominen ja tuhoaminen, molekyylihappea ja atomihappea. Tällä tavalla syntyy dynaaminen tasapaino, jossa otsoni tuhoutuu ja muodostuu. Näin otsoni toimii suodattimena, joka ei anna tämän haitallisen säteilyn kulkeutua maan pinnalle.

Otsonikerros

Termi "otsonikerros" itsessään ymmärretään yleensä väärin. Toisin sanoen käsite on, että tietyllä korkeudella stratosfäärissä on suuri otsonipitoisuus, joka peittää ja suojaa maapalloa. Enemmän tai vähemmän sitä edustaa ikään kuin taivasta peittäisi pilvinen kerros.

Näin ei kuitenkaan ole. Totuus on, että otsoni ei ole keskittynyt kerrokseen eikä se sijaitse tietyllä korkeudella, vaan pikemminkin se, että se on niukkaa kaasua, joka on erittäin laimennettu ilmassa ja joka lisäksi ilmestyy maasta stratosfäärin ulkopuolelle . "Otsonikerrokseksi" kutsumme stratosfäärin alueen, jossa otsonimolekyylien pitoisuus on suhteellisen korkea (muutama hiukkasia miljoonaa kohti) ja paljon korkeampi kuin muut otsonin pitoisuudet pinnalla. Mutta otsonin pitoisuus verrattuna muiden ilmakehän kaasujen, kuten typen, pitoisuuteen on vähäinen.

Jos otsonikerros hävisi, auringon ultraviolettisäteet iskeytyisivät suoraan maan pintaan ilman minkäänlaista suodatinta ja aiheuttaisivat pinnan steriloitumisen, tuhoaa kaiken maanpäällisen elämän. 

Otsonikaasun pitoisuus otsonikerroksessa on noin 10 miljoonasosaa. Stratosfäärin otsonin pitoisuus vaihtelee korkeuden mukaan, mutta se ei ole koskaan yli sata tuhannesosa ilmakehästä, jossa sitä esiintyy. Otsoni on niin harvinainen kaasu, että jos haluaisimme erottaa sen muusta ilmasta hetkessä ja houkutella sen maanpinnalle, se olisi vain 3 mm paksu.

Otsonikerroksen tuhoutuminen

Otsonikerros alkoi heikentyä jo 70-luvulla, kun typen oksidikaasujen vahingollinen vaikutus siihen nähtiin. Nämä kaasut karkotettiin yliäänikoneilla.

Dityppioksidi reagoi otsonin kanssa aiheuttaen typpioksidia ja yhteistä happea. Vaikka näin tapahtuu, vaikutus otsonikerrokseen on vähäinen. Kaasut, jotka todella vahingoittavat otsonikerrosta, ovat CFC-yhdisteitä (kloori-fluorihiilet). Nämä kaasut ovat seurausta synteettisten kemikaalien käytöstä.

Ensimmäinen kerta otsonikerroksen vähenemisestä oli vuonna 1977 Etelämantereella. Vuonna 1985 voitiin mitata, että auringon haitallinen ultraviolettisäteily oli lisääntynyt 10 kertaa ja että otsonikerros Etelämantereen yläpuolella oli laskenut 40%. Siitä lähtien se alkoi puhua otsonireikästä.

Otsonikerroksen oheneminen oli pitkä mysteeri. Auringon kiertoihin tai ilmakehän dynaamisiin ominaisuuksiin liittyvät selitykset vaikuttavat perusteettomilta, ja nykyään näyttää todistetulta, että se johtuu freonipäästöjen lisääntymisestä (kloorifluorihiilivety tai CFC), aerosoliteollisuudessa käytetty kaasu, muovi- sekä jäähdytys- ja ilmastointipiirit.

CFC-yhdisteet ovat erittäin stabiileja kaasuja ilmakehässä, koska ne eivät ole myrkyllisiä eivätkä helposti syttyviä. Tämä antaa heille pitkän käyttöiän, jolloin voit tuhota pitkällä tielläsi olevat otsonimolekyylit.

Jos otsonikerros tuhoutuisi, UV-säteilyn lisääntyminen laukaisi katastrofaalisen sarjan biologisia reaktioita, kuten tartuntatautien ja ihosyövän esiintyvyyden lisääntyminen.

Toisaalta kasvihuonekaasujen tuotanto (maapallon pinnalta lähinnä ihmisen toiminnan kautta) tuottaa ns. "Kasvihuoneilmiö", se johtaa maapallon lämpenemiseen ja alueellisiin lämpötilan muutoksiin, mikä johtaa merenpinnan nousuun muiden tekijöiden seurauksena suurten napajäämassojen asteittaisen sulamisen seurauksena.

Tämä on kuin kala, joka puree häntä. Mitä suurempi aurinkosäteily vaikuttaa maan pintaan, sitä suurempi vaikutus on lämpötiloihin. Jos lasketaan mukaan kasvihuoneilmiön lisääntymisen aiheuttamat ilmaston lämpenemisen vaikutukset ja Auringon UV-säteilyn suurempi esiintyvyys Etelämantereen kaltaisilla jäämassoilla, voimme nähdä, että maapallo on veden alla kaiken ylikuumeneminen.

Kuten näette, otsonikerroksella on elintärkeä merkitys planeetan elämälle sekä ihmisille että kasvillisuudelle ja eläimille. Otsonikerroksen pitäminen hyvässä kunnossa on ensisijainen tavoite, ja tätä varten hallitusten on jatkettava otsonia tuhoavien kaasupäästöjen kieltämistä.