ชั้นโอโซน

ในรูปแบบต่างๆ ชั้นบรรยากาศ  มีชั้นที่มีความเข้มข้นของโอโซนสูงที่สุดในโลก นี่คือชั้นโอโซนที่เรียกว่า พื้นที่นี้ตั้งอยู่ในสตราโตสเฟียร์สูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 60 กม มันมีผลกระทบที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้

ด้วยการปล่อยก๊าซอันตรายบางชนิดสู่ชั้นบรรยากาศโดยมนุษย์ ชั้นนี้ผ่านการทำให้ผอมบางซึ่งเป็นอันตรายต่อการทำงานของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ อย่างไรก็ตามวันนี้ดูเหมือนจะฟื้นตัว อยากรู้ไหมว่าชั้นโอโซนมีหน้าที่อะไรและมีความสำคัญต่อมนุษย์อย่างไร?

ก๊าซโอโซน

ในการเริ่มต้นที่จะทราบว่าชั้นโอโซนมีหน้าที่อะไรก่อนอื่นเราต้องทราบคุณสมบัติของก๊าซที่ประกอบขึ้นด้วย: ก๊าซโอโซน สูตรทางเคมีของมันคือ O3 และเป็นออกซิเจนในรูปแบบอัลโลทรอปิกนั่นคือหนึ่งในรูปแบบที่สามารถพบได้ในธรรมชาติ

โอโซนเป็นก๊าซที่สลายตัวเป็นออกซิเจนธรรมดาที่อุณหภูมิและความดันธรรมดา ในทำนองเดียวกันมันให้กลิ่นกำมะถันแทรกซึมและสีของมันเป็นสีน้ำเงินอ่อน ๆ ถ้าโอโซนอยู่บนพื้นผิวโลก มันจะเป็นพิษต่อพืชและสัตว์ อย่างไรก็ตามมันมีอยู่ตามธรรมชาติในชั้นโอโซนและหากไม่มีความเข้มข้นสูงของก๊าซนี้ในสตราโตสเฟียร์เราจะไม่สามารถออกไปข้างนอกได้

บทบาทของชั้นโอโซน

โอโซนเป็นตัวปกป้องสิ่งมีชีวิตที่สำคัญบนพื้นผิวโลก เนื่องจากทำหน้าที่เป็นตัวกรองป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์โอโซนมีหน้าที่ในการดูดซับรังสีของดวงอาทิตย์เป็นหลักซึ่งพบใน ความยาวคลื่นระหว่าง 280 ถึง 320 นาโนเมตร

เมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์ตกลงบนโอโซนโมเลกุลจะแตกตัวเป็นออกซิเจนอะตอมและออกซิเจนทั่วไป เมื่อออกซิเจนทั่วไปและอะตอมพบกันอีกครั้งในสตราโตสเฟียร์พวกเขาจะกลับมารวมตัวกันอีกครั้งเพื่อสร้างโมเลกุลของโอโซน ปฏิกิริยาเหล่านี้คงที่ในสตราโตสเฟียร์โอโซนและออกซิเจนอยู่ร่วมกันในเวลาเดียวกัน

ลักษณะทางเคมีของโอโซน

โอโซนเป็นก๊าซที่สามารถตรวจจับได้ในพายุไฟฟ้าและใกล้อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงหรือประกายไฟ ตัวอย่างเช่นในเครื่องผสมเมื่อเกิดประกายไฟจากการสัมผัสของแปรงจะเกิดโอโซน สามารถรับรู้ได้ง่ายจากกลิ่น

ก๊าซนี้สามารถควบแน่นและปรากฏเป็นของเหลวสีน้ำเงินที่ไม่เสถียรมาก อย่างไรก็ตามหากค้างจะมีสีม่วงดำ ในสองสถานะนี้เป็นสารที่ระเบิดได้มากเนื่องจากมีพลังออกซิไดซ์สูง

เมื่อโอโซนสลายตัวเป็นคลอรีนจะสามารถออกซิไดซ์โลหะส่วนใหญ่ได้และแม้ว่าความเข้มข้นของมันจะน้อยมากที่พื้นผิวโลก (เพียงประมาณ 20 ppb) แต่ก็สามารถออกซิไดซ์โลหะได้

มันหนักกว่าและออกฤทธิ์มากกว่าออกซิเจน นอกจากนี้ยังมีการออกซิไดซ์มากขึ้นซึ่งเป็นสาเหตุที่ใช้ เป็นสารฆ่าเชื้อและยาฆ่าเชื้อโรค เนื่องจากการออกซิเดชั่นของแบคทีเรียซึ่งผลกระทบนี้ มันถูกใช้เพื่อทำให้น้ำบริสุทธิ์ทำลายอินทรียวัตถุหรืออากาศในโรงพยาบาลเรือดำน้ำ ฯลฯ

โอโซนเกิดขึ้นในสตราโตสเฟียร์ได้อย่างไร?

โอโซนเกิดขึ้นส่วนใหญ่เมื่อโมเลกุลของออกซิเจนอยู่ภายใต้พลังงานจำนวนมาก เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นโมเลกุลเหล่านี้จะกลายเป็นอนุมูลอิสระของออกซิเจนในอะตอม ก๊าซนี้ไม่เสถียรอย่างยิ่งดังนั้นเมื่อเจอกับโมเลกุลออกซิเจนทั่วไปอีกโมเลกุลหนึ่งจะรวมตัวกันเป็นโอโซน ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นทุกๆสองวินาทีหรือมากกว่านั้น

ในกรณีนี้แหล่งพลังงานที่ใช้ออกซิเจนร่วมกันคือ รังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์. รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นสิ่งที่แยกออกซิเจนในโมเลกุลไปเป็นออกซิเจนอะตอม เมื่อโมเลกุลของอะตอมและโมเลกุลของออกซิเจนมาพบกันและก่อตัวเป็นโอโซนจะถูกทำลายโดยการกระทำของรังสีอัลตราไวโอเลตเอง

ชั้นโอโซนอยู่อย่างต่อเนื่อง การสร้างและทำลายโมเลกุลของโอโซนออกซิเจนโมเลกุลและออกซิเจนอะตอม ด้วยวิธีนี้สมดุลแบบไดนามิกจะถูกสร้างขึ้นซึ่งโอโซนถูกทำลายและก่อตัวขึ้น นี่คือวิธีที่โอโซนทำหน้าที่เป็นตัวกรองที่ไม่อนุญาตให้รังสีที่เป็นอันตรายดังกล่าวส่งผ่านมายังพื้นผิวโลก

ชั้นโอโซน

คำว่า "ชั้นโอโซน" นั้นมักเข้าใจผิด นั่นคือแนวคิดคือที่ความสูงระดับหนึ่งในสตราโตสเฟียร์ มีโอโซนความเข้มข้นสูงที่ปกคลุมและปกป้องโลก ไม่มากก็น้อยจะแสดงราวกับว่าท้องฟ้าถูกปกคลุมด้วยชั้นเมฆ

อย่างไรก็ตามไม่เป็นเช่นนั้น ความจริงก็คือโอโซนไม่ได้กระจุกตัวอยู่ในชั้นชั้นหนึ่งและไม่ได้อยู่ในระดับความสูงที่เฉพาะเจาะจง แต่เป็นก๊าซที่หายากซึ่งเจือจางในอากาศได้มากและนอกจากนี้ยังปรากฏจากพื้นดินไปจนถึงชั้นบรรยากาศอีก สิ่งที่เราเรียกว่า "ชั้นโอโซน" คือพื้นที่ของสตราโตสเฟียร์ที่มีความเข้มข้นของโมเลกุลของโอโซน ค่อนข้างสูง (ไม่กี่อนุภาคต่อล้าน) และสูงกว่าความเข้มข้นอื่น ๆ ของโอโซนบนพื้นผิว แต่ความเข้มข้นของโอโซนเมื่อเทียบกับก๊าซอื่น ๆ ในบรรยากาศเช่นไนโตรเจนมีค่าน้อย

หากชั้นโอโซนหายไปรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์จะกระทบพื้นผิวโลกโดยตรงโดยไม่มีตัวกรองชนิดใด ๆ และจะทำให้พื้นผิวถูกฆ่าเชื้อ ทำลายล้างสิ่งมีชีวิตบนบกทั้งหมด 

ความเข้มข้นของก๊าซโอโซนในชั้นโอโซนคือ ประมาณ 10 ส่วนต่อล้าน ความเข้มข้นของโอโซนสตราโตสเฟียร์แตกต่างกันไปตามระดับความสูง แต่จะไม่เกินหนึ่งในแสนของบรรยากาศที่พบ โอโซนเป็นก๊าซที่หายากมากซึ่งถ้าอีกสักครู่เราต้องแยกมันออกจากอากาศที่เหลือและดึงดูดมันลงสู่พื้นมันจะหนาเพียง 3 มม.

การทำลายชั้นโอโซน

ชั้นโอโซนเริ่มเสื่อมสภาพลงในช่วงทศวรรษที่ 70 เมื่อเห็นการกระทำที่สร้างความเสียหายจากก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ก๊าซเหล่านี้ถูกขับออกโดยเครื่องบินความเร็วเหนือเสียง

ไนตรัสออกไซด์ทำปฏิกิริยากับโอโซนทำให้เกิดไนตริกออกไซด์และออกซิเจนทั่วไป แม้ว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้น แต่การกระทำต่อชั้นโอโซนก็มีน้อย ก๊าซที่ทำลายชั้นโอโซนจริงๆคือ CFCs (คลอโร - ฟลูออโร - คาร์บอน). ก๊าซเหล่านี้เป็นผลมาจากการใช้สารเคมีสังเคราะห์

ครั้งแรกที่ทราบการลดลงของชั้นโอโซนคือในปีพ. ศ. 1977 ในทวีปแอนตาร์กติกา ในปี พ.ศ. 1985 สามารถวัดได้ว่ารังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์เพิ่มขึ้น 10 เท่าและชั้นโอโซนเหนือแอนตาร์กติกา ได้ลดลง 40%. จากนั้นก็เริ่มพูดถึงหลุมโอโซน

การที่ชั้นโอโซนบางลงเป็นเรื่องลึกลับมาช้านาน คำอธิบายที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรสุริยะหรือลักษณะไดนามิกของบรรยากาศดูเหมือนไม่มีมูลความจริงและในปัจจุบันดูเหมือนว่าจะพิสูจน์แล้วว่าเกิดจากการเพิ่มขึ้นของการปล่อยฟรีออน (คลอโรฟลูออโรคาร์บอนหรือ CFC) ก๊าซที่ใช้ในอุตสาหกรรมสเปรย์, พลาสติกและวงจรทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศ

CFCs เป็นก๊าซที่มีความเสถียรมากในชั้นบรรยากาศเนื่องจากไม่เป็นพิษและไม่ติดไฟ สิ่งนี้ทำให้พวกมันมีอายุยืนยาวทำให้คุณสามารถทำลายโมเลกุลของโอโซนที่ขวางทางคุณได้เป็นเวลานาน

หากชั้นโอโซนถูกทำลายการเพิ่มขึ้นของรังสี UV จะก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางชีวภาพที่เป็นภัยพิบัติเช่น การเพิ่มขึ้นของความถี่ของโรคติดเชื้อและมะเร็งผิวหนัง

ในทางกลับกันการผลิตก๊าซเรือนกระจก (ปล่อยออกมาจากพื้นผิวโลกโดยการกระทำของมนุษย์เป็นหลัก) ซึ่งก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "ปรากฏการณ์เรือนกระจก", มันจะส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อนพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในภูมิภาคซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลอันเป็นผลจากปัจจัยอื่น ๆ ของการละลายของน้ำแข็งขั้วโลกจำนวนมาก

ก็เหมือนกับปลาที่กัดหาง ยิ่งปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่กระทบพื้นผิวโลกมากเท่าไหร่ผลกระทบต่ออุณหภูมิก็จะมากขึ้นเท่านั้น หากเราเพิ่มผลกระทบของภาวะโลกร้อนที่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของปรากฏการณ์เรือนกระจกและอุบัติการณ์ที่สูงขึ้นของรังสียูวีจากดวงอาทิตย์ต่อมวลน้ำแข็งเช่นแอนตาร์กติกาเราจะเห็นว่าโลกจมอยู่ใต้น้ำในสภาพ ความร้อนสูงเกินไปที่เกิดจากมันทั้งหมด

อย่างที่คุณเห็นชั้นโอโซนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกทั้งสำหรับมนุษย์พืชและสัตว์ การรักษาชั้นโอโซนให้อยู่ในสภาพดีเป็นสิ่งสำคัญและด้วยเหตุนี้รัฐบาลต้องดำเนินการต่อไปเพื่อห้ามการปล่อยก๊าซที่ทำลายโอโซน