Ozonski omotač

U različitim slojevi atmosfere  postoji sloj čija je koncentracija ozona najveća na cijelom planetu. Ovo je takozvani ozonski omotač. Ovo područje smješteno u stratosferi oko 60 km nadmorske visine ima potrebne učinke za život na planeti.

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

Plin ozona

Da bismo počeli znati kakvu funkciju ima ozonski omotač, prvo moramo znati svojstva plina koji ga čini: ozonski plin. Njegova kemijska 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 tlaku raspada u obični kisik. Isto tako, daje prodoran sumporov miris, a boja mu je mekano plavkasta. Kad bi ozon bio na zemljinoj površini bio bi toksičan za biljke i životinje. Međutim, on postoji prirodno u ozonskom sloju i bez ove visoke koncentracije ovog plina u stratosferi ne bismo mogli izaći van.

Uloga ozonskog sloja

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

Kad sunčevo ultraljubičasto zračenje padne na ozon, molekula se raspada na atomski i uobičajeni kisik. Kad se zajednički i atomski kisik ponovno susretnu u stratosferi, oni se ponovno pridružuju tvoreći molekulu ozona. Te su reakcije stalne u stratosferi, a ozon i kisik istodobno koegzistiraju.

Kemijske značajke ozona

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

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

Kad se ozon razgradi u klor, on je sposoban oksidirati većinu metala i, iako je njegova koncentracija vrlo mala na zemljinoj površini (samo oko 20 ppb), sposoban je oksidirati metale.

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

Kako se u stratosferi stvara ozon?

Ozon se proizvodi uglavnom kada su molekule kisika podvrgnute velikim količinama energije. Kada se to dogodi, ove molekule postaju atomski slobodni radikali kisika. Ovaj je plin izuzetno nestabilan, pa kad se susretne s drugom uobičajenom molekulom kisika, veže se za nastajanje ozona. Ova se reakcija događa svake dvije sekunde ili tako nekako.

U ovom je slučaju izvor energije koji podvrgava uobičajeni kisik sunčevo ultraljubičasto zračenje. Ultraljubičasto zračenje je ono što razdvaja molekularni kisik u atomski kisik. Kada se atomske i molekularne molekule kisika susretnu i stvore ozon, on se zauzvrat uništava djelovanjem samog ultraljubičastog zračenja.

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

Ozonski omotač

Sam pojam "ozonski omotač" uglavnom je pogrešno shvaćen. Odnosno, koncept je da na određenoj visini u stratosferi postoji visoka koncentracija ozona koja pokriva i štiti Zemlju. Manje-više prikazan 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, osim 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 milijun) i mnogo veće od ostalih koncentracija ozona na površini. No, koncentracija ozona u usporedbi s koncentracijom ostalih plinova u atmosferi, poput dušika, minimalna je.

Ako bi ozonski omotač nestao, sunčeve ultraljubičaste zrake izravno bi udarile o površinu zemlje bez ikakvog filtra i uzrokovale sterilizaciju površine, uništavajući sav zemaljski život. 

Koncentracija ozonskog plina u ozonskom sloju je od oko 10 dijelova na milijun. Koncentracija stratosferskog ozona varira ovisno o nadmorskoj visini, ali nikad nije veća od sto tisućinki atmosfere u kojoj se nalazi. Ozon je toliko rijedak plin da bi, ako bismo ga u trenutku odvojili od ostatka zraka i privukli ga na tlo, bio debeo samo 3 mm.

Uništavanje ozonskog sloja

Ozonski sloj počeo se pogoršavati još 70-ih godina, kada se vidjelo štetno djelovanje plinova dušikovog oksida na njega. Te su plinove izbacivali nadzvučnim avionima.

Dušikov oksid reagira s ozonom što rezultira dušikovim oksidom i uobičajenim kisikom. Iako se to događa, djelovanje na ozonski omotač minimalno je. Plinovi koji stvarno oštećuju ozonski sloj su CFC (kloro-fluoro-ugljikovi). Ti su plinovi rezultat upotrebe sintetičkih kemikalija.

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 misterij. Objašnjenja u vezi sa solarnim ciklusima ili dinamičkim karakteristikama atmosfere čine se neutemeljenima, a danas se čini dokazanim da je to zbog povećanja emisija freona (klorofluorougljika ili CFC), plin koji se koristi u industriji aerosola, plastika i rashladni i klimatizacijski krugovi.

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

Ako bi se ozonski sloj uništio, povećanje UV zračenja potaknulo bi katastrofalnu seriju bioloških reakcija poput porast učestalosti zaraznih bolesti i raka kože.

S druge strane, proizvodnja stakleničkih plinova (koji se s Zemljine površine emitiraju djelovanjem uglavnom čovjeka) koji generiraju tzv. "Efekt staklenika", rezultirat će globalnim zatopljenjem s regionalnim promjenama temperature, što će rezultirati porastom razine mora kao rezultat, između ostalih čimbenika, postupnog otapanja 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 učinke globalnog zatopljenja uzrokovane povećanjem efekta staklenika 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 sloj je od vitalne važnosti za život na planetu, kako za ljude, tako i za vegetaciju i životinje. Održavanje ozonskog omotača u dobrom stanju prioritet je i zbog toga vlade moraju nastaviti raditi na zabrani emisija plinova koji uništavaju ozon.