Tầng ôzôn ở đâu? Tầng ôzôn là gì và tại sao sự phá hủy của nó lại có hại?

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:37

Ozonosphere là lớp khí quyển của hành tinh chúng ta ngăn phần khó nhất của quang phổ tia cực tím. Một số loại ánh sáng mặt trời có ảnh hưởng bất lợi đến các cơ thể sống. Theo chu kỳ, tầng ozonosphere trở nên mỏng hơn, các khoảng trống có kích thước khác nhau xuất hiện trong đó. Các tia nguy hiểm có thể tự do xuyên qua các lỗ đã xuất hiện trên bề mặt Trái đất. Tầng ôzôn nằm ở đâu? Có thể làm gì để cứu nó? Bài báo được đề xuất dành để thảo luận về những vấn đề địa lý và sinh thái của Trái đất.

Ozone là gì?

Ôxy trên Trái đất tồn tại ở dạng hai hợp chất khí đơn giản, là một phần của nước và một số lượng rất lớn các chất hữu cơ và vô cơ phổ biến khác (silicat, cacbonat, sunfat, protein, cacbohydrat, chất béo). Một trong những biến đổi dị hướng nổi tiếng hơn của nguyên tố là oxy của chất đơn giản, công thức của nó là O₂. Biến đổi thứ hai của nguyên tử là O (ozon). Công thức của chất này là O_{3. Các phân tử triatomic được hình thành khi có sự dư thừa năng lượng, ví dụ như do phóng điện sét trong tự nhiên. Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu tầng ôzôn của Trái đất là gì, tại sao độ dày của nó lại liên tục thay đổi.}

Ozone ở điều kiện bình thường là một chất khí màu xanh lam, có mùi thơm đặc trưng. Khối lượng phân tử của chất là 48 (để so sánh - Mr_(air)=29). Mùi của ozone gợi nhớ đến một cơn giông, bởi vì sau hiện tượng tự nhiên này, có nhiều phân tử O_{3hơn trong không khí. Nồng độ tăng lên không chỉ ở nơi có tầng ôzôn, mà còn ở gần bề mặt Trái đất. Chất hoạt tính hóa học này độc đối với cơ thể sống, nhưng nhanh chóng phân ly (phân hủy). Trong phòng thí nghiệm và công nghiệp, các thiết bị đặc biệt đã được tạo ra - máy ozon hóa - để truyền phóng điện qua không khí hoặc oxy.}

Tầng ôzôn là gì?

Các phân tử

O_{3có hoạt tính hóa học và sinh học cao. Sự gắn kết của nguyên tử thứ ba với oxy diatomic đi kèm với sự gia tăng năng lượng dự trữ và tính không ổn định của hợp chất. Ozone dễ dàng phân hủy thành oxy phân tử và một hạt hoạt tính, oxy hóa mạnh các chất khác và tiêu diệt vi sinh vật. Nhưng thường xuyên hơn, các câu hỏi liên quan đến hợp chất có mùi liên quan đến sự tích tụ của nó trong bầu khí quyển phía trên Trái đất. Tầng ôzôn là gì và tại sao sự phá hủy của nó lại có hại?}

Luôn có một lượng phân tử O_{3nhất định gần bề mặt hành tinh của chúng ta, nhưng nồng độ của hợp chất này tăng lên theo chiều cao. Sự hình thành chất này xảy ra ở tầng bình lưu do bức xạ tia cực tím của Mặt trời, nơi mang một nguồn cung cấp năng lượng lớn.}

Ozonesphere

Cómột vùng không gian phía trên Trái đất, nơi có nhiều ôzôn hơn nhiều so với bề mặt. Nhưng nói chung, lớp vỏ bao gồm các phân tử O_{3, mỏng và không liên tục. Tầng ôzôn của Trái đất hay tầng sinh quyển của hành tinh chúng ta nằm ở đâu? Sự thay đổi về độ dày của màn hình này đã nhiều lần khiến các nhà nghiên cứu bối rối.}

Một lượng ôzôn nhất định luôn tồn tại trong bầu khí quyển của Trái đất, có những biến động đáng kể về nồng độ của nó theo độ cao và theo năm tháng. Chúng tôi sẽ xem xét những vấn đề này sau khi chúng tôi tìm ra vị trí chính xác của màn bảo vệ của các phân tử O_3.

Tầng ôzôn của Trái đất ở đâu?

Sự gia tăng đáng chú ý về hàm lượng các phân tử ôzôn bắt đầu ở khoảng cách 10 km và tồn tại ở độ cao 50 km so với Trái đất. Nhưng lượng vật chất hiện diện trong tầng đối lưu vẫn chưa phải là màn hình. Khi bạn di chuyển ra khỏi bề mặt trái đất, mật độ của ozone tăng lên. Các giá trị lớn nhất rơi vào tầng bình lưu, khu vực của nó ở độ cao từ 20 đến 25 km. Có 10 phân tử O_{3ở đây nhiều hơn 10 lần so với bề mặt Trái đất.}

Nhưng tại sao độ dày, tính toàn vẹn của tầng ôzôn lại được các nhà khoa học và người dân quan tâm? Một sự bùng nổ về tình trạng màn hình bảo vệ đã nổ ra trong thế kỷ qua. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tầng ôzôn của bầu khí quyển ở Nam Cực đã trở nên mỏng hơn. Nguyên nhân chính của hiện tượng được thành lập - sự phân ly của các phân tử O_{3. Sự hủy diệt xảy ra là kết quả của tác động tổng hợp của một số yếu tố, trong đó hàng đầu là do con người, gắn liền với các hoạt động của loài người.}

Lỗ ôzôn

Trong 30 - 40 năm qua, các nhà khoa học đã ghi nhận sự xuất hiện của các khoảng trống trên màn bảo vệ phía trên bề mặt Trái đất. Giới khoa học đã vô cùng hoảng hốt trước những thông tin cho rằng tầng ôzôn, lá chắn của Trái đất, đang bị suy thoái nhanh chóng. Tất cả các phương tiện truyền thông vào giữa những năm 1980 đã in các báo cáo về một "lỗ hổng" trên Nam Cực. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng khoảng trống này trong tầng ôzôn sẽ tăng lên vào mùa xuân. Lý do chính cho sự gia tăng thiệt hại được đặt tên là các chất nhân tạo và tổng hợp - chlorofluorocarbons. Các nhóm phổ biến nhất của các hợp chất này là freon hoặc chất làm lạnh. Hơn 40 chất thuộc nhóm này đã được biết đến. Chúng đến từ nhiều nguồn vì các ứng dụng bao gồm thực phẩm, hóa chất, nước hoa và các ngành công nghiệp khác.

Thành phần của freon, ngoài cacbon và hydro, bao gồm các halogen: flo, clo, đôi khi là brom. Một số lượng lớn các chất như vậy được sử dụng làm chất làm lạnh trong tủ lạnh và máy điều hòa không khí. Bản thân các tự do ổn định, nhưng ở nhiệt độ cao và khi có mặt các tác nhân hóa học hoạt động, chúng tham gia vào các phản ứng oxy hóa. Các sản phẩm phản ứng có thể bao gồm các hợp chất độc hại đối với sinh vật sống.

Freons và màn hình ozone

Chlorofluorocarbon tương tác với các phân tử O3 và phá hủy lớp bảo vệ bên trên bề mặt Trái đất. Lúc đầu, sự mỏng đi của bầu khí quyển được coi là một sự dao động tự nhiên về độ dày của nó, điều này xảy ra mọi lúc. Nhưng theo thời gian, các lỗ như "lỗ" trên Nam Cực đã được chú ýkhắp Bắc bán cầu. Số lượng những khoảng trống như vậy đã tăng lên kể từ lần quan sát đầu tiên, nhưng chúng có kích thước nhỏ hơn so với lục địa băng giá.

Ban đầu, các nhà khoa học nghi ngờ rằng chính chất CFC đã gây ra quá trình phá hủy tầng ozone. Đây là những chất có khối lượng phân tử lớn. Làm thế nào chúng có thể đến được tầng bình lưu, nơi có tầng ôzôn, nếu nó nặng hơn nhiều so với ôxy, nitơ và carbon dioxide? Các quan sát về các dòng chảy đi lên trong khí quyển khi có giông bão, cũng như các thí nghiệm, đã chứng minh khả năng xâm nhập của các phần tử khác nhau với không khí đến độ cao 10–20 km so với Trái đất, nơi có ranh giới của tầng đối lưu và tầng bình lưu.

Các loại thiết bị khử ozone

Lá chắn ôzôn cũng nhận các ôxít nitơ từ quá trình đốt cháy nhiên liệu trong động cơ của máy bay siêu thanh và các loại tàu vũ trụ khác nhau. Bổ sung danh sách các chất mà từ đó bầu khí quyển, tầng ôzôn và khí thải từ các núi lửa trên cạn bị phá hủy. Đôi khi các luồng khí và bụi lên đến độ cao 10-15 km và lan rộng hàng trăm nghìn km.

Khói bao trùm các trung tâm công nghiệp và siêu đô thị lớn cũng góp phần vào sự phân ly của các phân tử O₃trong khí quyển. Lý do cho sự gia tăng kích thước của các lỗ thủng ôzôn cũng được coi là sự gia tăng nồng độ của cái gọi là khí nhà kính trong khí quyển, nơi có tầng ôzôn. Như vậy, vấn đề môi trường toàn cầu do biến đổi khí hậu có liên quan trực tiếp đến vấn đề suy giảm tầng ôzôn. Thực tế là khí nhà kính chứachất có phản ứng với phân tử O_{3. Ôzôn phân ly, nguyên tử ôxy làm cho các nguyên tố khác bị ôxy hóa.}

Nguy cơ mất lá chắn ôzôn

Có khoảng trống nào trong bầu khí quyển trước các chuyến bay vào không gian, sự xuất hiện của các hạt tự do và các chất ô nhiễm khác trong khí quyển không? Các câu hỏi trên còn gây tranh cãi, nhưng có một kết luận tự đưa ra: tầng ôzôn của khí quyển phải được nghiên cứu và bảo tồn khỏi bị phá hủy. Hành tinh của chúng ta không có màn chắn các phân tử O_{3sẽ mất đi lớp bảo vệ khỏi các tia vũ trụ cứng có độ dài nhất định bị hấp thụ bởi lớp chất hoạt tính. Nếu lá chắn ôzôn mỏng hoặc không có, thì các quá trình sống cơ bản trên Trái đất sẽ bị đe dọa. Bức xạ tia cực tím quá mức làm tăng nguy cơ đột biến trong tế bào của sinh vật sống.}

Bảo vệ tầng ozon

Việc thiếu dữ liệu về độ dày của màn bảo vệ trong các thế kỷ và thiên niên kỷ qua khiến cho việc dự báo trở nên khó khăn. Điều gì xảy ra nếu tầng ozonosphere sụp đổ hoàn toàn? Trong vài thập kỷ, các bác sĩ đã ghi nhận sự gia tăng số lượng người bị ảnh hưởng bởi ung thư da. Đây là một trong những bệnh do bức xạ tia cực tím quá mức gây ra.

Năm 1987, một số quốc gia đã tham gia Nghị định thư Montreal, quy định việc cắt giảm và cấm hoàn toàn việc sản xuất chlorofluorocarbon. Đây chỉ là một trong những biện pháp giúp bảo tồn tầng ôzôn - lá chắn tia cực tím của Trái đất. Nhưng freon vẫn được sản xuất bởi công nghiệp và đi vào bầu khí quyển. Tuy nhiên, tuân thủ MontrealGiao thức dẫn đến giảm lỗ thủng tầng ôzôn.

Mọi người có thể làm gì để cứu bầu khí quyển?

Các nhà nghiên cứu cho rằng việc khôi phục hoàn toàn màn hình bảo vệ sẽ mất thêm vài thập kỷ nữa. Điều này xảy ra trong trường hợp sự phá hủy mạnh mẽ của nó dừng lại, điều này làm dấy lên nhiều nghi ngờ. Khí nhà kính tiếp tục đi vào bầu khí quyển, tên lửa và các tàu vũ trụ khác được phóng đi, và đội máy bay ở các quốc gia khác nhau ngày càng nhiều. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học vẫn chưa phát triển các cách hiệu quả để bảo vệ lá chắn ôzôn khỏi bị phá hủy.

Ở cấp độ hàng ngày, mọi người cũng có thể đóng góp. Ozone sẽ ít bị phân hủy hơn nếu không khí trở nên sạch hơn, chứa ít bụi, muội than và khí thải xe cộ độc hại. Để bảo vệ tầng sinh quyển mỏng, cần phải dừng việc đốt chất thải, thiết lập việc xử lý chúng an toàn ở mọi nơi. Phương tiện giao thông nên được chuyển sang các loại nhiên liệu thân thiện với môi trường hơn và các loại tài nguyên năng lượng khác nhau nên được tiết kiệm ở mọi nơi.