Озонски омотач

У различитим слојеви атмосфере  постоји слој чија је концентрација озона највећа на целој планети. Ово је такозвани озонски омотач. Ово подручје се налази у стратосфери око 60 км надморске висине има неопходне ефекте за живот на планети.

Емисијом одређених штетних гасова у атмосферу од стране људи, овај слој је прошао проређивање које је угрозило његову функцију за живот на планети. Међутим, чини се да се до данас прекомпоновало. Да ли желите да знате какву функцију има озонски омотач и колико је важан за људе?

Озонски гас

Да бисмо почели да знамо какву функцију има озонски омотач, прво морамо знати својства гаса који га чини: озонски гас. Његова хемијска формула је О3, а то је алотропни облик кисеоника, односно један од модалитета у којима се може наћи у природи.

Озон је гас који се при уобичајеним температурама и притиску распада у обични кисеоник. Исто тако, даје продоран сумпорни мирис и његова боја је нежно плавичаста. Да је озон на површини земље био би токсичан за биљке и животиње. Међутим, он постоји природно у озонском омотачу и без ове високе концентрације овог гаса у стратосфери не бисмо могли изаћи напоље.

Улога озонског омотача

Озон је важан заштитник живота на површини Земље. То је због његове функције заштитног филтера од ултраљубичастог зрачења Сунца. Озон је одговоран за апсорпцију углавном сунчевих зрака који се налазе у таласна дужина између 280 и 320 нм.

Када сунчево ултраљубичасто зрачење падне на озон, молекул се распада на атомски и уобичајени кисеоник. Када се заједнички и атомски кисеоник поново сретну у стратосфери, они се поново спајају и формирају молекул озона. Ове реакције су сталне у стратосфери, а озон и кисеоник истовремено коегзистирају.

Хемијске карактеристике озона

Озон је гас који се може открити у електричним олујама и у близини опреме високог напона или варница. На пример, у мешалицама, када се контактима четкица стварају варнице, производи се озон. Може се лако препознати по мирису.

Овај гас се може кондензовати и изгледати као врло нестабилна плава течност. Међутим, ако се смрзне, приказаће црно-љубичасту боју. У ова два стања је врло експлозивна супстанца с обзиром на велику оксидациону моћ.

Када се озон разгради у хлор, он је у стању да оксидира већину метала и, иако је његова концентрација на површини земље веома мала (само око 20 ппб), он је у стању да оксидира метале.

Тежи је и активнији од кисеоника. Такође је више оксидирајући, због чега се користи као дезинфицијенс и гермицид, због оксидације бактерија које овај ефекат. Коришћен је за пречишћавање воде, уништавање органских материја или ваздуха у болницама, подморницама итд.

Како се озон ствара у стратосфери?

Озон се производи углавном када су молекули кисеоника подвргнути великим количинама енергије. Када се то догоди, ови молекули постају атомски слободни радикали кисеоника. Овај гас је изузетно нестабилан, па се, када наиђе на други уобичајени молекул кисеоника, веже за настајање озона. Ова реакција се јавља сваке две секунде или тако некако.

У овом случају, извор енергије који подлеже уобичајеном кисеонику је сунчево ултраљубичасто зрачење. Ултраљубичасто зрачење је оно што раздваја молекуларни кисеоник у атомски кисеоник. Када се атомски и молекуларни молекули кисеоника сретну и формирају озон, он се заузврат уништава деловањем самог ултраљубичастог зрачења.

Озонски омотач је непрекидно стварање и уништавање молекула озона, молекуларни кисеоник и атомски кисеоник. На тај начин се ствара динамичка равнотежа у којој се озон уништава и формира. Овако озон делује као филтер који не дозвољава да ово штетно зрачење пређе на површину Земље.

Озонски омотач

Сам појам „озонски омотач“ генерално се погрешно разуме. Односно, концепт је да на одређеној висини у стратосфери постоји висока концентрација озона која покрива и штити Земљу. Мање више је представљено као да је небо прекривено облачним слојем.

Међутим, то није тако. Истина је да се озон не концентрише у слоју, нити се налази на одређеној висини, већ је то оскудни гас који се јако разређује у ваздуху и који се, поред тога, појављује од земље до стратосфере. Оно што називамо „озонским омотачем“ је подручје стратосфере у којем је концентрација молекула озона је релативно висок (неколико честица на милион) и много веће од осталих концентрација озона на површини. Али концентрација озона у поређењу са концентрацијом других гасова у атмосфери, попут азота, је мала.

Ако би озонски омотач нестао, сунчеви ултраљубичасти зраци ударили би директно на површину земље без икаквог филтера и проузроковали стерилизацију површине, уништавајући сав копнени живот. 

Концентрација озонског гаса у озонском омотачу је од око 10 делова на милион. Концентрација стратосферског озона варира у зависности од надморске висине, али никада није већа од сто хиљадити део атмосфере у којој се налази. Озон је толико редак гас да би, ако бисмо га за тренутак одвојили од остатка ваздуха и привукли га на нивоу земље, био дебео само 3 мм.

Уништавање озонског омотача

Озонски омотач почео је да се погоршава још 70-их година, када се виде штетна дејства гасова азот-оксида на њега. Ови гасови су избачени надзвучним авионима.

Душиков оксид реагује са озоном што резултира азотним оксидом и уобичајеним кисеоником. Иако се то дешава, дејство на озонски омотач је минимално. Гасови који заиста оштећују озонски омотач су ЦФЦ (хлоро-флуоро-угљеници). Ови гасови су резултат употребе синтетичких хемикалија.

Први пут се појам смањења озонског омотача имао 1977. године на Антарктику. 1985. године било је могуће измерити да се штетно ултраљубичасто зрачење Сунца повећало 10 пута и да је озонски омотач изнад Антарктика смањио се за 40%. Од тада је почело да се говори о озонској рупи.

Стањивање озонског омотача дуго је било мистерија. Објашњења у вези са соларним циклусима или динамичким карактеристикама атмосфере делују неутемељено и данас се чини доказаним да је то због повећања емисија фреона (хлорофлуороугљеника или ЦФЦ), гас који се користи у индустрији аеросола, пластика и расхладни и климатизациони кругови.

ЦФЦ су врло стабилни гасови у атмосфери, јер нису ни токсични ни запаљиви. То им даје дуг живот, омогућавајући вам да дуго уништавате молекуле озона који су вам на путу.

Ако би се озонски омотач уништио, повећање УВ зрачења покренуло би катастрофалну серију биолошких реакција попут пораст учесталости заразних болести и карцинома коже.

С друге стране, производња гасова стаклене баште (који се са Земљине површине емитују деловањем углавном човека) који генеришу тзв. "Ефекат стаклене баште", резултираће глобалним загревањем са регионалним променама температуре, што ће резултирати порастом нивоа мора као резултат, између осталих фактора, постепеног топљења великих маса поларног леда.

Ово је попут рибе која гризе реп. Што је већа количина сунчевог зрачења која утиче на површину земље, то је већи утицај на температуре. Ако томе додамо ефекте глобалног загревања изазваних повећањем ефекта стаклене баште и већом учесталошћу УВ зрака са Сунца на ледене масе попут Антарктика, можемо видети да је Земља потопљена у стању прегревање подстакнуто свим тим.

Као што видите, озонски омотач је од виталног значаја за живот на планети, како за људе, тако и за вегетацију и животиње. Одржавање озонског омотача у добром стању је приоритет и због тога владе морају наставити да раде на забрани емисије гасова који уништавају озон.