Օզոնոսֆերան մեր մոլորակի մթնոլորտի շերտն է, որը արգելափակում է ուլտրամանուշակագույն սպեկտրի ամենադժվար մասը: Արևի որոշ տեսակներ վնասակար ազդեցություն են ունենում կենդանի օրգանիզմների վրա: Պարբերաբար օզոնոսֆերան բարակում է, նրանում առաջանում են տարբեր չափերի բացեր։ Վտանգավոր ճառագայթները կարող են ազատորեն թափանցել Երկրի մակերեսին հայտնված անցքերով։ Որտե՞ղ է գտնվում օզոնային շերտը: Ի՞նչ կարելի է անել այն փրկելու համար: Առաջարկվող հոդվածը նվիրված է Երկրի աշխարհագրության և էկոլոգիայի այս խնդիրների քննարկմանը։
Ի՞նչ է օզոնը:
Երկրի վրա թթվածինը գոյություն ունի երկու պարզ գազային միացությունների տեսքով, ջրի մաս է և շատ մեծ քանակությամբ այլ սովորական անօրգանական և օրգանական նյութեր (սիլիկատներ, կարբոնատներ, սուլֆատներ, սպիտակուցներ, ածխաջրեր, ճարպեր): Տարրի առավել հայտնի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներից մեկը պարզ նյութն է թթվածինը, որի բանաձևը O2 է: Ատոմների երկրորդ փոփոխությունը O-ն է (օզոն): Այս նյութի բանաձևը O3 է: Եռատոմային մոլեկուլները ձևավորվում են, երբ կա էներգիայի ավելցուկ, օրինակ՝ բնության մեջ կայծակնային արտանետումների արդյունքում։ Հաջորդիվ կիմանանք, թե ինչ է իրենից ներկայացնում Երկրի օզոնային շերտը, ինչու է դրա հաստությունը անընդհատ փոխվում։
Օզոնը նորմալ պայմաններում կապույտ գազ է՝ սուր, հատուկ բույրով: Նյութի մոլեկուլային զանգվածը 48 է (համեմատության համար՝ Mr(օդ)=29): Օզոնի հոտը ամպրոպ է հիշեցնում, քանի որ այս բնական երեւույթից հետո օդում ավելի շատ O3 մոլեկուլներ կան: Կոնցենտրացիան ավելանում է ոչ միայն այնտեղ, որտեղ գտնվում է օզոնային շերտը, այլև Երկրի մակերեսին մոտ։ Այս քիմիապես ակտիվ նյութը թունավոր է կենդանի օրգանիզմների համար, բայց արագ տարանջատվում է (քայքայվում): Լաբորատորիայում և արդյունաբերությունում ստեղծվել են հատուկ սարքեր՝ օզոնիզատորներ՝ օդի կամ թթվածնի միջոցով էլեկտրական լիցքաթափման համար։
Ի՞նչ է օզոնային շերտը:
O3 մոլեկուլներն ունեն բարձր քիմիական և կենսաբանական ակտիվություն: Երրորդ ատոմի միացումը երկատոմային թթվածին ուղեկցվում է էներգիայի պաշարի ավելացմամբ և միացության անկայունությամբ։ Օզոնը հեշտությամբ քայքայվում է մոլեկուլային թթվածնի և ակտիվ մասնիկի, որն ակտիվորեն օքսիդացնում է այլ նյութեր և սպանում միկրոօրգանիզմներին: Բայց ավելի հաճախ, հոտոտ միացության հետ կապված հարցերը վերաբերում են դրա կուտակմանը Երկրի վերևում գտնվող մթնոլորտում: Ի՞նչ է օզոնային շերտը և ինչո՞ւ է դրա ոչնչացումը վնասակար.
Մեր մոլորակի մակերևույթի մոտ միշտ կա որոշակի քանակությամբ O3 մոլեկուլներ, բայց միացության կոնցենտրացիան աճում է բարձրության հետ: Այս նյութի առաջացումը տեղի է ունենում ստրատոսֆերայում Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման շնորհիվ, որը կրում է էներգիայի մեծ պաշար։
օզոնոլորտ
ԿաԵրկրի վերևում գտնվող տարածք, որտեղ օզոնը շատ ավելի շատ է, քան մակերեսի վրա: Բայց ընդհանուր առմամբ, թաղանթը, որը բաղկացած է O3 մոլեկուլներից, բարակ է և ընդհատվող: Որտե՞ղ է գտնվում Երկրի օզոնային շերտը կամ մեր մոլորակի օզոնոսֆերան: Այս էկրանի հաստության փոփոխականությունը բազմիցս շփոթեցրել է հետազոտողներին:
Օզոնի որոշակի քանակություն միշտ առկա է Երկրի մթնոլորտում, նրա կոնցենտրացիայի զգալի տատանումներ կան բարձրության հետ և տարիների ընթացքում։ Մենք կուսումնասիրենք այս խնդիրները այն բանից հետո, երբ պարզենք O3 մոլեկուլների պաշտպանիչ էկրանի ճշգրիտ տեղը:
Որտե՞ղ է գտնվում Երկրի օզոնային շերտը:
Օզոնի մոլեկուլների պարունակության նկատելի աճը սկսվում է 10 կմ հեռավորությունից և պահպանվում Երկրից մինչև 50 կմ բարձրության վրա: Բայց տրոպոսֆերայում առկա նյութի քանակությունը դեռ էկրան չէ: Երկրի մակերեւույթից հեռանալիս օզոնի խտությունը մեծանում է: Առավելագույն արժեքները ընկնում են ստրատոսֆերայի վրա, նրա տարածաշրջանը 20-ից 25 կմ բարձրության վրա: Այստեղ կան 10 անգամ ավելի շատ O3 մոլեկուլներ, քան Երկրի մակերեսին:
Բայց ինչո՞ւ է օզոնային շերտի հաստությունը, ամբողջականությունը մտահոգում գիտնականներին և հասարակ մարդկանց: Անցյալ դարում պաշտպանիչ էկրանի վիճակի հետ կապված բում բռնկվեց: Հետազոտողները պարզել են, որ Անտարկտիդայի վրայի մթնոլորտի օզոնային շերտը բարակացել է։ Հաստատվել է երևույթի հիմնական պատճառը՝ O3 մոլեկուլների տարանջատումը։ Ոչնչացումն առաջանում է մի շարք գործոնների համակցված ազդեցության արդյունքում, որոնցից առաջատարը մարդածինն է՝ կապված մարդկության գործունեության հետ։
Օզոնի անցքեր
Վերջին 30-40 տարում գիտնականները նկատել են Երկրի մակերևույթի վերևում գտնվող պաշտպանիչ էկրանում բացերի ի հայտ գալը: Գիտական հանրությունը տագնապ է առաջացրել այն մասին, որ օզոնային շերտը՝ Երկրի վահանը, արագորեն քայքայվում է։ 1980-ականների կեսերին բոլոր լրատվամիջոցները հաղորդում էին Անտարկտիդայի վրա «անցքի» մասին: Հետազոտողները նկատել են, որ գարնանը օզոնային շերտում այդ բացը մեծանում է։ Վնասի աճի հիմնական պատճառն անվանվել է արհեստական և սինթետիկ նյութեր՝ քլորոֆտորածխածիններ։ Այս միացությունների ամենատարածված խմբերն են ֆրեոնները կամ սառնագենտները: Հայտնի է այս խմբին պատկանող ավելի քան 40 նյութ։ Նրանք գալիս են բազմաթիվ աղբյուրներից, քանի որ կիրառությունները ներառում են սննդի, քիմիական, օծանելիքի և այլ արդյունաբերություններ:
Ֆրեոնների կազմը, բացի ածխածնից և ջրածնից, ներառում է հալոգեններ՝ ֆտոր, քլոր, երբեմն՝ բրոմ։ Մեծ քանակությամբ նման նյութեր օգտագործվում են որպես սառնագենտ սառնարաններում և օդորակիչներում։ Ֆրեոններն իրենք կայուն են, բայց բարձր ջերմաստիճաններում և ակտիվ քիմիական նյութերի առկայության դեպքում նրանք մտնում են օքսիդացման ռեակցիաներ: Ռեակցիայի արտադրանքը կարող է ներառել միացություններ, որոնք թունավոր են կենդանի օրգանիզմների համար:
Ֆրեոններ և օզոնային էկրան
Քլորֆտորածխածինները փոխազդում են O3 մոլեկուլների հետ և ոչնչացնում են Երկրի մակերևույթի վերևում գտնվող պաշտպանիչ շերտը: Սկզբում օզոնոսֆերայի նոսրացումը ընդունվեց որպես նրա հաստության բնական տատանում, որը տեղի է ունենում անընդհատ։ Սակայն ժամանակի ընթացքում նկատվեցին Անտարկտիդայի վրայի «անցքի» նման անցքերամբողջ հյուսիսային կիսագնդում: Նման բացերի թիվն աճել է առաջին դիտարկումից ի վեր, սակայն դրանք իրենց չափերով ավելի փոքր են, քան սառցե մայրցամաքի վրա:
Սկզբում գիտնականները կասկածում էին, որ հենց CFC-ներն են առաջացրել օզոնի ոչնչացման գործընթացը: Սրանք մեծ մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութեր են։ Ինչպե՞ս կարող են նրանք հասնել ստրատոսֆերա, որտեղ գտնվում է օզոնային շերտը, եթե այն շատ ավելի ծանր է, քան թթվածինը, ազոտը և ածխաթթու գազը: Ամպրոպի ժամանակ մթնոլորտում դեպի վեր հոսքերի դիտարկումները, ինչպես նաև փորձերը, ապացուցել են օդի հետ տարբեր մասնիկների ներթափանցման հնարավորությունը Երկրից 10–20 կմ բարձրության վրա, որտեղ գտնվում է տրոպոսֆերայի և ստրատոսֆերայի սահմանը:
Օզոնը քայքայող նյութերի բազմազանություն
Օզոնի վահանը նաև ստանում է ազոտի օքսիդներ, որոնք առաջանում են գերձայնային ինքնաթիռների շարժիչներում և տիեզերանավերի տարբեր տեսակների շարժիչներում վառելիքի այրման արդյունքում: Լրացրեք այն նյութերի ցանկը, որոնցից ոչնչացվում են մթնոլորտը, օզոնային շերտը և ցամաքային հրաբուխների արտանետումները: Երբեմն գազերի և փոշու հոսքերը հասնում են 10-15 կիլոմետր բարձրության և տարածվում հարյուր հազարավոր կիլոմետրերի վրա։
Խոշոր արդյունաբերական կենտրոնների և մեգապոլիսների վրա ծխախոտը նույնպես նպաստում է մթնոլորտում O3 մոլեկուլների տարանջատմանը: Օզոնային անցքերի չափերի մեծացման պատճառ է համարվում նաեւ մթնոլորտում, որտեղ գտնվում է օզոնային շերտը, այսպես կոչված ջերմոցային գազերի կոնցենտրացիաների ավելացումը։ Այսպիսով, կլիմայի փոփոխության գլոբալ բնապահպանական խնդիրն ուղղակիորեն կապված է օզոնային շերտի քայքայման խնդիրների հետ։ Փաստն այն է, որ ջերմոցային գազերը պարունակում եննյութեր, որոնք փոխազդում են O3 մոլեկուլների հետ: Օզոնը տարանջատվում է, թթվածնի ատոմը առաջացնում է այլ տարրերի օքսիդացում։
Օզոնային պաշտպանությունը կորցնելու վտանգ
Կա՞ն բացեր օզոնոսֆերայում մինչև տիեզերական թռիչքները, ֆրեոնների և մթնոլորտային այլ աղտոտիչների հայտնվելը: Վերոնշյալ հարցերը վիճելի են, բայց մեկ եզրակացություն ինքնին հուշում է. պետք է ուսումնասիրել մթնոլորտի օզոնային շերտը և պաշտպանել ոչնչացումից։ Մեր մոլորակն առանց մոլեկուլների էկրանի O3 կորցնում է իր պաշտպանությունը ակտիվ նյութի շերտով կլանված որոշակի երկարության կոշտ տիեզերական ճառագայթներից: Եթե օզոնի վահանը բարակ է կամ բացակայում է, ապա Երկրի վրա կյանքի հիմնական գործընթացները վտանգված են։ Չափազանց ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը մեծացնում է կենդանի օրգանիզմների բջիջներում մուտացիաների վտանգը։
Օզոնային շերտի պաշտպանություն
Անցած դարերում և հազարամյակներում պաշտպանիչ էկրանի հաստության վերաբերյալ տվյալների բացակայությունը դժվարացնում է կանխատեսումները։ Ի՞նչ կլինի, եթե օզոնոսֆերան ամբողջությամբ փլուզվի: Մի քանի տասնամյակ շարունակ բժիշկները նկատել են մաշկի քաղցկեղով հիվանդների թվի աճ: Սա ավելորդ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման հետևանքով առաջացած հիվանդություններից մեկն է։
1987 թվականին մի քանի երկրներ միացան Մոնրեալի արձանագրությանը, որը նախատեսում էր քլորոֆտորածխածինների արտադրության կրճատում և ամբողջական արգելք։ Սա միայն այն միջոցառումներից մեկն էր, որը կօգնի պահպանել օզոնային շերտը՝ Երկրի ուլտրամանուշակագույն վահանը։ Բայց ֆրեոնները դեռ արտադրվում են արդյունաբերության կողմից և մտնում են մթնոլորտ։ Այնուամենայնիվ, համապատասխանությունը Մոնրեալի հետԱրձանագրությունը հանգեցրեց օզոնի անցքերի կրճատմանը։
Ի՞նչ կարող է անել բոլորը օզոնոսֆերան փրկելու համար:
Հետազոտողները ենթադրում են, որ պաշտպանիչ էկրանի ամբողջական վերականգնումը կպահանջի ևս մի քանի տասնամյակ։ Դա այն դեպքում, երբ դադարում է դրա ինտենսիվ ոչնչացումը, ինչը բազմաթիվ կասկածներ է առաջացնում։ Ջերմոցային գազերը շարունակում են ներթափանցել մթնոլորտ, հրթիռներ և այլ տիեզերանավեր են արձակվում, իսկ տարբեր երկրներում ինքնաթիռների նավատորմը մեծանում է։ Սա նշանակում է, որ գիտնականները դեռ պետք է մշակեն օզոնի վահանը ոչնչացումից պաշտպանելու արդյունավետ միջոցներ։
Առօրյա մակարդակում բոլորը կարող են նաև իրենց ներդրումն ունենալ: Օզոնը ավելի քիչ կքայքայվի, եթե օդը դառնա ավելի մաքուր, պարունակի ավելի քիչ փոշի, մուր և ավտոմեքենաների թունավոր արտանետումներ: Բարակ օզոնոսֆերան պաշտպանելու համար անհրաժեշտ է դադարեցնել թափոնների այրումը, ամենուր հաստատել դրանց անվտանգ հեռացումը։ Տրանսպորտը պետք է անցում կատարվի ավելի էկոլոգիապես մաքուր վառելիքի, և ամենուր պետք է խնայել տարբեր տեսակի էներգետիկ ռեսուրսներ։
