Ozona slānis

Dažādajā atmosfēras slāņi  ir slānis, kura ozona koncentrācija ir visaugstākā uz visas planētas. Tas ir tā sauktais ozona slānis. Šī teritorija atrodas stratosfērā apmēram 60 km virs jūras līmeņa tam ir nepieciešamā ietekme uz dzīvi uz planētas.

Cilvēkiem izplūstot noteiktām kaitīgām gāzēm atmosfērā, šim slānim tika veikta retināšana, kas apdraudēja tā darbību dzīvībai uz planētas. Tomēr līdz šai dienai tas, šķiet, pārkomponējas pats. Vai vēlaties uzzināt, kāda ir ozona slāņa funkcija un cik svarīga tā ir cilvēkiem?

Ozona gāze

Lai sāktu uzzināt, kāda ir ozona slāņa funkcija, mums vispirms jāzina gāzes, kas to veido, īpašības: ozona gāze. Tās ķīmiskā formula ir O3, un tā ir skābekļa alotropā forma, tas ir, viena no modalitātēm, kurā to var atrast dabā.

Ozons ir gāze, kas parastās temperatūrās un spiedienā sadalās parastajā skābeklī. Tāpat tas izdala sērojošu smaku, un tā krāsa ir maigi zilgana. Ja ozons būtu uz zemes virsmas tas būtu toksisks augiem un dzīvniekiem. Tomēr tas dabiski pastāv ozona slānī, un bez šīs augstās šīs gāzes koncentrācijas stratosfērā mēs nevarētu iziet ārā.

Ozona slāņa loma

Ozons ir svarīgs dzīvības aizsargs uz Zemes virsmas. Tas ir saistīts ar tā funkciju kā aizsargfiltru pret Saules ultravioleto starojumu. Ozons ir atbildīgs par galvenokārt Saules staru absorbēšanu viļņa garums ir no 280 līdz 320 nm.

Kad saules ultravioletais starojums nokrīt uz ozona, molekula sadalās atomu skābeklī un parastajā skābeklī. Kad kopējais un atomu skābeklis atkal satiekas stratosfērā, viņi atkal pievienojas, veidojot ozona molekulu. Šīs reakcijas stratosfērā ir nemainīgas, un vienlaikus pastāv arī ozons un skābeklis.

Ozona ķīmiskās īpašības

Ozons ir gāze, ko var atklāt elektriskās vētrās un augstsprieguma vai dzirksteļošanas ierīču tuvumā. Piemēram, maisītājos, kad dzirksteles rodas, saskaroties ar sukām, rodas ozons. To var viegli atpazīt pēc smaržas.

Šī gāze var kondensēties un parādīties kā ļoti nestabils zils šķidrums. Tomēr, ja tas sasalst, tas parādīs melnvioletu krāsu. Šajos divos stāvokļos tā ir ļoti sprādzienbīstama viela, ņemot vērā tās lielo oksidējošo spēku.

Kad ozons sadalās hlorā, tas spēj oksidēt lielāko daļu metālu, un, lai gan tā koncentrācija uz zemes virsmas ir ļoti maza (tikai apmēram 20 ppb), tā spēj oksidēt metālus.

Tas ir smagāks un aktīvāks nekā skābeklis. Tas ir arī vairāk oksidējošs, tāpēc to lieto kā dezinfekcijas un baktēriju iznīcināšanas līdzeklis, baktēriju oksidēšanās dēļ, ka šis efekts. Tas ir izmantots ūdens attīrīšanai, organisko vielu vai gaisa iznīcināšanai slimnīcās, zemūdenēs utt.

Kā ozons rodas stratosfērā?

Ozons rodas galvenokārt tad, ja skābekļa molekulas tiek pakļautas lielam enerģijas daudzumam. Kad tas notiek, šīs molekulas kļūst par atomu skābekļa brīvajiem radikāļiem. Šī gāze ir ārkārtīgi nestabila, tāpēc, sastopot citu kopēju skābekļa molekulu, tā saistās, veidojot ozonu. Šī reakcija notiek apmēram ik pēc divām sekundēm.

Šajā gadījumā enerģijas avots, kas pakļauj kopējo skābekli, ir saules ultravioletais starojums. Ultravioletais starojums ir tas, kas molekulāro skābekli sadala atomu skābeklī. Kad atoma un molekulārā skābekļa molekulas satiekas un veido ozonu, to savukārt iznīcina pati ultravioletā starojuma iedarbība.

Ozona slānis ir nepārtraukti radot un iznīcinot ozona molekulas, molekulārais skābeklis un atomu skābeklis. Tādā veidā tiek radīts dinamisks līdzsvars, kurā ozons tiek iznīcināts un veidots. Tā ozons darbojas kā filtrs, kas neļauj minētajam kaitīgajam starojumam pāriet uz Zemes virsmu.

Ozona slānis

Pats termins "ozona slānis" tiek pārprasts. Tas ir, jēdziens ir tāds, ka stratosfērā noteiktā augstumā ir augsta ozona koncentrācija, kas pārklāj un aizsargā Zemi. Vairāk vai mazāk tas tiek attēlots tā, it kā debesis pārklātu mākoņains slānis.

Tomēr tas tā nav. Patiesība ir tāda, ka ozons nav koncentrēts slānī, kā arī tas neatrodas noteiktā augstumā, bet drīzāk tā ir nepietiekama gāze, kas ir ļoti atšķaidīta gaisā un kas turklāt parādās no zemes līdz stratosfērai . Tas, ko mēs saucam par "ozona slāni", ir stratosfēras apgabals, kurā atrodas ozona molekulu koncentrācija ir salīdzinoši augsts (dažas daļiņas uz miljonu) un daudz augstākas nekā citas ozona koncentrācijas uz virsmas. Bet ozona koncentrācija, salīdzinot ar citu atmosfērā esošo gāzu koncentrāciju, piemēram, slāpekļa, ir maza.

Ja ozona slānis pazustu, saules ultravioletie stari bez jebkāda veida filtra iedarbotos tieši uz zemes virsmu un izraisītu virsmas sterilizāciju iznīcinot visu sauszemes dzīvi. 

Ozona gāzes koncentrācija ozona slānī ir apmēram 10 miljona daļas. Stratosfēras ozona koncentrācija mainās atkarībā no augstuma, taču tā nekad nav lielāka par simts tūkstošdaļu atmosfēras, kurā tā atrodas. Ozons ir tik maza gāze, ka, ja mēs pēc brīža to atdalītu no pārējā gaisa un piesaistītu to zemei, tā biezums būtu tikai 3 mm.

Ozona slāņa iznīcināšana

Ozona slānis sāka pasliktināties jau 70. gados, kad bija redzama slāpekļa oksīda gāzu kaitīgā darbība uz to. Šīs gāzes izsvieda virsskaņas lidmašīnas.

Slāpekļa oksīds reaģē ar ozonu, iegūstot slāpekļa oksīdu un parasto skābekli. Lai gan tas notiek, darbība uz ozona slāni ir minimāla. Gāzes, kas patiešām bojā ozona slāni, ir CFC (hlorfluorogļūdeņraži). Šīs gāzes ir sintētisko ķīmisko vielu izmantošanas rezultāts.

Pirmo reizi ozona slāņa noārdīšanās bija zināma 1977. gadā Antarktīdā. 1985. gadā bija iespējams izmērīt, vai Saules kaitīgais ultravioletais starojums ir palielinājies 10 reizes un ka ozona slānis virs Antarktīdas bija samazinājies par 40%. No turienes tas ir, kad sāka runāt par ozona caurumu.

Ozona slāņa retināšana ilgi bija noslēpums. Paskaidrojumi, kas saistīti ar Saules cikliem vai atmosfēras dinamiskajām īpašībām, šķiet nepamatoti, un šodien šķiet pierādīts, ka tas ir saistīts ar freona emisiju (hlorfluorogļūdeņraža vai CFC) pieaugumu, gāze, ko izmanto aerosola rūpniecībā, plastmasas, saldēšanas un gaisa kondicionēšanas ķēdes.

CFC ir ļoti stabilas gāzes atmosfērā, jo tās nav ne toksiskas, ne viegli uzliesmojošas. Tas dod viņiem ilgu mūžu, ļaujot jums iznīcināt ozona molekulas, kas ilgu laiku ir jūsu ceļā.

Ja ozona slānis tiktu iznīcināts, UV starojuma pieaugums izraisītu katastrofālu tādu bioloģisko reakciju virkni kā infekcijas slimību un ādas vēža biežuma palielināšanās.

No otras puses, siltumnīcas efektu izraisošo gāzu ražošana (kuras no Zemes virsmas izdala galvenokārt cilvēka darbība), kas rada t.s. "Siltumnīcas efekts", tas izraisīs globālo sasilšanu ar reģionālām temperatūras izmaiņām, kā rezultātā paaugstināsies jūras līmenis, kā rezultātā citu faktoru ietekmē pakāpeniski kušanas lielas polārā ledus masas.

Tas ir tāpat kā zivis, kas iekož asti. Jo lielāks saules starojuma daudzums ietekmē zemes virsmu, jo lielāka ietekme uz temperatūru. Ja mēs pieskaitām globālās sasilšanas sekas, ko izraisa siltumnīcas efekta palielināšanās un lielāka Saules UV staru sastopamība uz tādām ledus masām kā Antarktīda, mēs varam redzēt, ka Zeme ir iegremdēta pārkaršana, ko veicināja tas viss.

Kā redzat, ozona slānim ir būtiska nozīme planētas dzīvībā gan cilvēkiem, gan veģetācijai un dzīvniekiem. Ozona slāņa uzturēšana labā stāvoklī ir prioritāte, un tāpēc valdībām ir jāturpina strādāt pie ozona iznīcināšanas gāzu emisijas aizliegšanas.