Warstwa ozonowa
Atmosfera Ziemi podzielona jest na kilka warstw. Najniższy region – troposfera – rozciąga się od powierzchni Ziemi do około 10 km wysokości. Kolejna warstwa, stratosfera, rozciąga się od 10 km do około 50 km. Większość ozonu atmosferycznego jest skoncentrowana w warstwie w stratosferze, około 15-30 kilometrów nad powierzchnią Ziemi.
Ozon jest cząsteczką zawierającą trzy atomy tlenu. Jest koloru niebieskiego i ma silny zapach. Normalny tlen, którym oddychamy, ma dwa atomy tlenu i jest bezbarwny i bezwonny. Ozon jest znacznie mniej powszechny niż normalny tlen. Na każde 10 milionów cząsteczek powietrza około 2 miliony to normalny tlen, ale tylko 3 to ozon.
Jednak nawet niewielka ilość ozonu odgrywa kluczową rolę w atmosferze. Warstwa ozonowa pochłania część promieniowania słonecznego, uniemożliwiając jej dotarcie do powierzchni planety. Co najważniejsze, absorbuje część światła ultrafioletowego o nazwie UVB. Promieniowanie UVB wiąże się z wieloma szkodliwymi skutkami, w tym różnymi rodzajami raka skóry, zaćmą i uszkodzeniem niektórych upraw, niektórych materiałów i form życia w morzu.
Zubożenie warstwy ozonowej
Przez ponad 50 lat chlorofluorowęglowodory lub CFC uważano za cudowne substancje. Są stabilne, niepalne, mało toksyczne i niedrogie w produkcji. Z biegiem czasu CFC znalazły zastosowanie jako np. czynniki chłodnicze, rozpuszczalniki czy środki porotwórcze. Inne związki zawierające chlor obejmują metylochloroform, rozpuszczalnik i tetrachlorek węgla, przemysłowy związek chemiczny. Halony, niezwykle skuteczne środki gaśnicze i bromek metylu, skuteczny produkt i fumigant, zawierają brom. Wszystkie te związki żyją w atmosferze wystarczająco długo, aby mogły być przenoszone przez wiatry do stratosfery. Ponieważ uwalniają chlor lub brom po rozbiciu, uszkadzają ochronną warstwę ozonową.
We wczesnych latach 70. naukowcy zaczęli badać wpływ różnych substancji chemicznych na warstwę ozonową, w szczególności CFC, które zawierają chlor. Zbadali również potencjalny wpływ innych źródeł chloru. Chlor z basenów, zakładów przemysłowych, soli morskiej i wulkanów nie dociera do stratosfery. Związki chloru z tych źródeł łatwo łączą się z wodą, a powtarzane pomiary pokazują, że bardzo szybko opadają one z troposfery. Natomiast CFC są bardzo stabilne i nie rozpuszczają się w deszczu. Tak więc nie ma naturalnych procesów, które usuwają CFC z niższej atmosfery. Z biegiem czasu wiatry przenoszą CFC do stratosfery.
CFC są tak stabilne, że niszczy je tylko ekspozycja na silne promieniowanie UV. Kiedy tak się dzieje, cząsteczka CFC uwalnia atomowy chlor. Jeden atom chloru może zniszczyć ponad 100 000 cząsteczek ozonu. Efektem jest niszczenie ozonu szybciej niż jest on naturalnie tworzony.
Czym jest warstwa ozonowa i dlaczego jest ważna?
Warstwa ozonowa to stężenie cząsteczek ozonu w stratosferze. Około 90% ozonu planety znajduje się w warstwie ozonowej. Warstwa atmosfery ziemskiej, która nas otacza, nazywana jest troposferą. Stratosfera, następna wyższa warstwa, rozciąga się około 10-50 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Ozon stratosferyczny jest naturalnie występującym gazem filtrującym promieniowanie ultrafioletowe (UV). Zmniejszona warstwa ozonowa pozwala większemu promieniowaniu dotrzeć do powierzchni Ziemi. U ludzi nadmierna ekspozycja na promienie UV może prowadzić do raka skóry, katarakty i osłabienia układu odpornościowego. Zwiększone promieniowanie UV może również prowadzić do zmniejszenia plonów, zakłóceń w łańcuchu pokarmowym w morzu i innych szkodliwych skutków.
Skąd wiemy, że naturalne źródła nie są odpowiedzialne za zubożenie warstwy ozonowej?
Podczas gdy prawdą jest, że wulkany i oceany uwalniają duże ilości chloru, chlor z tych źródeł łatwo rozpuszcza się w wodzie i zmywa z atmosfery podczas deszczu. Natomiast CFC nie są rozkładane w niższych warstwach atmosfery i nie rozpuszczają się w wodzie. Chlor w tych ludzkich cząsteczkach dociera do stratosfery. Pomiary pokazują, że wzrost zawartości chloru stratosferycznego od 1985 r. Odpowiada ilości uwalnianej z CFC i innych substancji zubożających warstwę ozonową wytwarzanych i uwalnianych w wyniku działalności człowieka.
Co się dzieje w przypadku zubożenia warstwy ozonowej?
W 1978 r. zakazano stosowania propelentów CFC w aerozolach w USA. W latach osiemdziesiątych pojawiła się „dziura ozonowa” antarktyczna, a międzynarodowa ocena nauk ścisłych silniej wiązała uwalnianie CFC i zubożenie warstwy ozonowej. Stało się jasne, że potrzebna jest silniejsza ogólnoświatowa reakcja. W 1987 r. podpisano Protokół Montrealski, a państwa sygnatariusze zobowiązały się do ograniczenia stosowania CFC i innych substancji niszczących warstwę ozonową.
Od tego czasu traktat został zmieniony, aby zakazać produkcji CFC po 1995 r. w krajach rozwiniętych. Dziś ponad 160 krajów podpisało traktat. Począwszy od 1 stycznia 1996 r. tylko wycofane i magazynowane CFC będą dostępne do użytku w krajach rozwiniętych, takich jak USA. Ta faza produkcji jest możliwa dzięki wysiłkom zmierzającym do zapewnienia substytutów chemikaliów i technologii dla wszystkich zastosowań CFC.
Czy warstwa ozonowa wyzdrowieje? Czy możemy wytworzyć więcej ozonu, aby wypełnić dziurę?
Odpowiedź brzmi: i tak i nie. Nie możemy wytworzyć wystarczającej ilości ozonu, aby zastąpić to, co zostało zniszczone, ale pod warunkiem, że przestaniemy wytwarzać substancje niszczące warstwę ozonową, naturalne reakcje wytwarzania ozonu powinny przywrócić warstwę ozonową do normalnego poziomu do około 2050 r. Bardzo ważne jest, aby świat przestrzegał Protokółu Montrealskiego; opóźnienia w zakończeniu produkcji mogą spowodować dodatkowe szkody i przedłużyć regenerację warstwy ozonowej.
Zobacz także – 10 faktów na temat Marii Skłodowskiej Curie. Numer 7 jest najciekawszy! oraz 10 zadziwiających faktów i ciekawostek o Arktyce! [SPRAWDŹ]
