La ozonosfera es una capa de la atmósfera de nuestro planeta que retrasa la parte más rígida del espectro ultravioleta. Algunos tipos de luz solar son perjudiciales para los organismos vivos. Periódicamente, la ozonosfera se vuelve más delgada; aparecen lagunas de varios tamaños. Los rayos peligrosos pueden penetrar libremente a través de las aberturas en la superficie de la Tierra. ¿Dónde se encuentra la capa de ozono? ¿Qué se puede hacer para guardarlo? El artículo propuesto está dedicado a la discusión de estos problemas de geografía y ecología de la Tierra.
¿Qué es el ozono?
El oxígeno en la Tierra existe en forma de dos compuestos gaseosos simples, es una parte del agua y una gran cantidad de otras sustancias inorgánicas y orgánicas comunes (silicatos, carbonatos, sulfatos, proteínas, carbohidratos, grasas). Una de las modificaciones alotrópicas más conocidas del elemento es la sustancia simple oxígeno, su fórmula es O 2. La segunda modificación de los átomos es O (ozono). La fórmula de esta sustancia es O 3. Las moléculas triatómicas se forman con un exceso de energía, por ejemplo, como resultado de descargas de rayos en la naturaleza. A continuación, descubriremos cuál es la capa de ozono de la Tierra, por qué su grosor cambia constantemente.
En condiciones normales, el ozono es un gas azul con un aroma fuerte y específico. El peso molecular de la sustancia es 48 (en comparación, Mr (aire) = 29). El olor a ozono recuerda a una tormenta eléctrica, porque después de este fenómeno natural de las moléculas de O 3 en el aire se hace más grande. La concentración aumenta no solo donde está la capa de ozono, sino también cerca de la superficie de la Tierra. Esta sustancia químicamente activa es tóxica para los organismos vivos, pero se disocia rápidamente (se descompone). En el laboratorio y la industria, se han creado dispositivos especiales, ozonizadores, para pasar las descargas eléctricas a través del aire o el oxígeno.
¿Qué es la capa de ozono?
Las moléculas de O 3 tienen una alta actividad química y biológica. La unión del tercer átomo al oxígeno diatómico se acompaña de un aumento en la reserva de energía y la inestabilidad del compuesto. El ozono se descompone fácilmente en oxígeno molecular y una partícula activa, que oxida enérgicamente otras sustancias y mata microorganismos. Pero con mayor frecuencia, los problemas relacionados con el compuesto con olor se relacionan con su acumulación en la atmósfera sobre la Tierra. ¿Qué es la capa de ozono y por qué es dañina su destrucción?
Directamente en la superficie de nuestro planeta siempre hay un cierto número de moléculas de O 3, pero la concentración del compuesto aumenta con la altura. La formación de esta sustancia ocurre en la estratosfera debido a la radiación ultravioleta del sol, que transporta una gran cantidad de energía.
Ozonosfera
Hay un área de espacio sobre la Tierra donde el ozono es mucho más grande que cerca de la superficie. Pero en general, la cubierta que consiste en moléculas de O 3 es delgada y discontinua. ¿Dónde está la capa de ozono de la Tierra o la ozonosfera de nuestro planeta? La inconsistencia en el grosor de esta pantalla ha confundido repetidamente a los investigadores.
Una cierta cantidad de ozono siempre está presente en la atmósfera de la Tierra; se observan fluctuaciones significativas en su concentración con la altura y a lo largo de los años. Nos ocuparemos de estos problemas después de descubrir la ubicación exacta del escudo protector hecho de moléculas de O 3.
¿Dónde está la capa de ozono de la Tierra?
Un aumento notable en el contenido de moléculas de ozono comienza a una distancia de 10 km y permanece hasta 50 km por encima de la Tierra. Pero la cantidad de materia que hay en la troposfera aún no es una pantalla. A medida que se aleja de la superficie terrestre, aumenta la densidad del ozono. Los valores máximos caen en la estratosfera, su área a una altitud de 20 a 25 km. Aquí, las moléculas de O 3 están contenidas 10 veces más que en la superficie de la Tierra.
Pero, ¿por qué el grosor y la integridad de la capa de ozono causan preocupación para los científicos y la gente común? El auge sobre el estado del escudo protector estalló en el siglo pasado. Los investigadores han descubierto que la capa de ozono de la atmósfera sobre la Antártida se ha vuelto más delgada. Se estableció la causa principal del fenómeno: la disociación de las moléculas de O 3. La destrucción se produce como resultado de la influencia combinada de una serie de factores, el principal de ellos se considera antropogénico, asociado con las actividades de la humanidad.
Agujeros de ozono
En los últimos 30 a 40 años, los científicos han notado la aparición de lagunas en el escudo protector sobre la superficie de la Tierra. La comunidad científica se alarmó por los informes de que la capa de ozono, el escudo de la Tierra, se está degradando activamente. Todos los medios a mediados de la década de 1980 publicaron informes de un "agujero" sobre la Antártida. Los investigadores notaron que esta brecha en la capa de ozono aumenta en la primavera. La razón principal para el crecimiento del daño se denominó sustancias artificiales y sintéticas: clorofluorocarbonos. Los grupos más comunes de estos compuestos son los freones o los cladógenos. Se conocen más de 40 sustancias que pertenecen a este grupo. Vienen de muchas fuentes, porque las aplicaciones incluyen alimentos, química, perfumería y otras industrias.
La composición de los freones, además del carbono y el hidrógeno, incluye halógenos: flúor, cloro, a veces bromo. Una gran cantidad de tales sustancias se utilizan como refrigerantes en refrigeradores, aires acondicionados. Los freones en sí mismos son estables, pero a altas temperaturas y en presencia de agentes químicos activos entran en reacciones de oxidación. Entre los productos de reacción pueden encontrarse compuestos tóxicos para los organismos vivos.
Freones y la pantalla de ozono
Los clorofluorocarbonos interactúan con las moléculas de O3 y destruyen la capa protectora sobre la superficie de la Tierra. Al principio, el adelgazamiento de la ozonosfera se tomó como una fluctuación natural de su grosor, que ocurre constantemente. Pero con el tiempo, se observaron agujeros como un "agujero" sobre la Antártida en todo el hemisferio norte. El número de tales brechas ha aumentado desde la primera observación, pero son más pequeñas que en el continente de hielo.
Inicialmente, los científicos dudaron de que fueran los freones los que causaron la destrucción del ozono. Estas son sustancias con un gran peso molecular. ¿Cómo pueden llegar a la estratosfera, donde está la capa de ozono, si es mucho más pesada que el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbono? Las observaciones de flujos ascendentes en la atmósfera durante una tormenta eléctrica, así como los experimentos realizados, demostraron la posibilidad de penetración de varias partículas con aire a una altura de 10-20 km sobre la Tierra, donde se encuentra el límite de la troposfera y la estratosfera.
Variedad de destructores de ozono
Los óxidos de nitrógeno resultantes de la combustión de combustible en los motores de aviones supersónicos y varios tipos de naves espaciales también entran en la zona de la pantalla de ozono. Complementan la lista de sustancias de las cuales se destruyen la atmósfera, la capa de ozono y las emisiones de volcanes terrestres. A veces, los flujos de gas y polvo alcanzan una altura de 10-15 kilómetros y se extienden cientos de miles de kilómetros.
El smog sobre grandes centros industriales y megaciudades también contribuye a la disociación de las moléculas de O 3 en la atmósfera. La razón del aumento en el tamaño de los agujeros de ozono también se considera un aumento en la concentración de los llamados gases de efecto invernadero en la atmósfera donde se encuentra la capa de ozono. Por lo tanto, el problema ambiental global del cambio climático está directamente relacionado con las preguntas sobre el agotamiento del ozono. El hecho es que los gases de efecto invernadero contienen sustancias que reaccionan con las moléculas de O 3. El ozono se disocia, el átomo de oxígeno provoca la oxidación de otros elementos.
El peligro de perder el escudo de ozono.
¿Hubo huecos en la ozonosfera antes de volar al espacio, la aparición de freones y otros contaminantes atmosféricos? Los temas enumerados son discutibles, pero una conclusión es obvia: la capa de ozono de la atmósfera debe estudiarse y preservarse de la destrucción. Nuestro planeta sin una pantalla de moléculas de O 3 pierde su protección contra los rayos cósmicos duros de cierta longitud absorbidos por una capa de sustancia activa. Si la pantalla de ozono es delgada o está ausente, entonces los procesos básicos de la vida en la Tierra están en peligro. La radiación ultravioleta excesiva aumenta el riesgo de mutaciones en las células de los organismos vivos.
Protección de la capa de ozono
La falta de datos sobre el grosor del escudo protector en los últimos siglos y milenios dificulta los pronósticos. ¿Qué sucede si la ozonosfera se derrumba por completo? Durante varias décadas, los médicos han observado un aumento en la cantidad de personas afectadas por el cáncer de piel. Esta es una de las enfermedades que causa la radiación ultravioleta excesiva.
En 1987, varios países se adhirieron al Protocolo de Montreal, que preveía una reducción y una prohibición total de la producción de clorofluorocarbonos. Esta fue solo una de las medidas que ayudarán a preservar la capa de ozono: el escudo ultravioleta de la Tierra. Pero los freones todavía son producidos por la industria y entran en la atmósfera. Sin embargo, el cumplimiento del Protocolo de Montreal ha llevado a una reducción en los agujeros de ozono.
