ثقوب الأوزون

ومن المعروف أن الجزء الأكبر من الأوزون الطبيعي يتركز في طبقة الستراتوسفير على ارتفاع يتراوح بين 15 إلى 50 كيلومتراً فوق سطح الأرض. تبدأ طبقة الأوزون عند ارتفاعات حوالي 8 كيلومترات فوق القطبين (أو 17 كيلومترًا فوق خط الاستواء) وتمتد صعودًا إلى ارتفاعات تقارب 50 كيلومترًا. إلا أن كثافة الأوزون منخفضة جداً، وإذا ضغطته إلى كثافة الهواء على سطح الأرض فإن سمك طبقة الأوزون لن يتجاوز 3.5 ملم. يتشكل الأوزون عندما تقصف الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس جزيئات الأكسجين.

ويوجد معظم الأوزون في طبقة خمسة كيلومترات على ارتفاع يتراوح بين 20 إلى 25 كيلومتراً، وهي ما تسمى بطبقة الأوزون.

دور وقائي. يمتص الأوزون جزءًا من الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس: ويشمل نطاق امتصاصه الواسع (الطول الموجي 200-300 نانومتر) أيضًا إشعاعًا ضارًا بجميع أشكال الحياة على الأرض.

أسباب تشكل "ثقب الأوزون"

وفي الصيف والربيع تزداد تركيزات الأوزون؛ في المناطق القطبية يكون دائمًا أعلى منه في المناطق الاستوائية. بالإضافة إلى أنه يتغير على دورة مدتها 11 عاماً، بالتزامن مع دورة النشاط الشمسي. كل هذا كان معروفًا بالفعل في الثمانينيات. أظهرت الملاحظات أن هناك انخفاضًا بطيئًا ولكن ثابتًا في تركيزات الأوزون الستراتوسفيري في القارة القطبية الجنوبية من سنة إلى أخرى. كانت هذه الظاهرة تسمى "ثقب الأوزون" (على الرغم من عدم وجود ثقب بالمعنى الصحيح للكلمة بالطبع) وبدأت دراستها بعناية. وفي وقت لاحق، في التسعينيات، بدأ انخفاض مماثل يحدث فوق القطب الشمالي. إن ظاهرة "ثقب الأوزون" في القطب الجنوبي ليست واضحة بعد: إما أن "الثقب" نشأ نتيجة لتلوث الغلاف الجوي الناتج عن النشاط البشري، أو ما إذا كانت عملية جيوفيزيائية طبيعية.

في البداية كان من المفترض أن الأوزون يتأثر بالجزيئات المنبعثة من الانفجارات الذرية؛ حاول تفسير التغير في تركيز الأوزون من خلال تحليق الصواريخ والطائرات على ارتفاعات عالية. وفي النهاية تبين بوضوح أن سبب الظاهرة غير المرغوب فيها هو تفاعل بعض المواد التي تنتجها المصانع الكيماوية مع الأوزون. هذه هي في المقام الأول الهيدروكربونات المكلورة وخاصة الفريونات - مركبات الكلوروفلوروكربون، أو الهيدروكربونات التي يتم فيها استبدال كل أو معظم ذرات الهيدروجين بذرات الفلور والكلور.

ومن المفترض أنه بسبب الآثار المدمرة للكلور والبروم المماثل، بحلول نهاية التسعينيات. انخفض تركيز الأوزون في طبقة الستراتوسفير بنسبة 10%.

في عام 1985، أصدر علماء بريطانيون بيانات تفيد أنه على مدى السنوات الثماني الماضية، تم اكتشاف ثقوب الأوزون فوق القطبين الشمالي والجنوبي، والتي تتزايد كل ربيع.

وقد اقترح العلماء ثلاث نظريات لتفسير أسباب هذه الظاهرة:

أكاسيد النيتروجين - مركبات تتشكل بشكل طبيعي في ضوء الشمس؛

تدمير الأوزون بواسطة مركبات الكلور.

أول شيء يجب توضيحه هو أن ثقب الأوزون، على عكس اسمه، ليس ثقبًا في الغلاف الجوي. يختلف جزيء الأوزون عن جزيء الأكسجين العادي من حيث أنه لا يتكون من ذرتين، بل ثلاث ذرات أكسجين متصلة ببعضها البعض. وفي الغلاف الجوي يتركز الأوزون فيما يسمى بطبقة الأوزون، على ارتفاع حوالي 30 كيلومترا داخل طبقة الستراتوسفير. وتمتص هذه الطبقة الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس، وإلا فإن الإشعاع الشمسي قد يسبب ضررا كبيرا للحياة على سطح الأرض. ولذلك فإن أي تهديد لطبقة الأوزون يستحق أن يؤخذ على محمل الجد. في عام 1985، اكتشف العلماء البريطانيون العاملون في القطب الجنوبي أنه خلال فصل الربيع في القطب الجنوبي، كان مستوى الأوزون في الغلاف الجوي هناك أقل بكثير من المعدل الطبيعي. وفي نفس الوقت من كل عام، تنخفض كمية الأوزون - أحيانًا بدرجة أكبر، وأحيانًا بدرجة أقل. كما ظهرت ثقوب الأوزون المماثلة، ولكنها أقل وضوحًا، فوق القطب الشمالي خلال فصل الربيع في القطب الشمالي.

وفي السنوات اللاحقة، اكتشف العلماء سبب ظهور ثقب الأوزون. عندما تغرب الشمس ويبدأ الليل القطبي الطويل، تنخفض درجات الحرارة وتتشكل السحب الستراتوسفيرية العالية التي تحتوي على بلورات الجليد. ويسبب ظهور هذه البلورات سلسلة من التفاعلات الكيميائية المعقدة تؤدي إلى تراكم الكلور الجزيئي (يتكون جزيء الكلور من ذرتين كلور مرتبطتين). عندما تظهر الشمس ويبدأ ربيع القطب الجنوبي، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، تنكسر الروابط داخل الجزيئات، ويندفع تيار من ذرات الكلور إلى الغلاف الجوي. تعمل هذه الذرات كمحفزات للتفاعلات التي تحول الأوزون إلى أكسجين بسيط، وتسير وفقًا للمخطط المزدوج التالي:

Cl + O3 -> ClO + O2 وClO + O -> Cl + O2

ونتيجة لهذه التفاعلات تتحول جزيئات الأوزون (O3) إلى جزيئات أكسجين (O2)، مع بقاء ذرات الكلور الأصلية في حالة حرة وتشارك مرة أخرى في هذه العملية (كل جزيء كلور يدمر مليون جزيء أوزون قبل إزالتها) من الجو عن طريق تفاعلات كيميائية أخرى). ونتيجة لهذه السلسلة من التحولات، يبدأ الأوزون في الاختفاء من الغلاف الجوي فوق القارة القطبية الجنوبية، ليشكل ثقب الأوزون. ومع ذلك، قريبا، مع ارتفاع درجات الحرارة، تنهار دوامات القطب الجنوبي، ويندفع الهواء النقي (الذي يحتوي على أوزون جديد) إلى المنطقة، ويختفي الثقب.

وفي عام 1987، تم اعتماد بروتوكول مونتريال، والذي تم بموجبه تحديد قائمة بأخطر مركبات الكلوروفلوروكربون، وتعهدت الدول المنتجة لمركبات الكلوروفلوروكربون بتخفيض إنتاجها. في يونيو 1990، تم تقديم توضيحات في لندن بشأن بروتوكول مونتريال: بحلول عام 1995، خفض إنتاج الفريون بمقدار النصف، وبحلول عام 2000، أوقفه تمامًا.

لقد ثبت أن محتوى الأوزون يتأثر بملوثات الهواء المحتوية على النيتروجين، والتي تظهر نتيجة للعمليات الطبيعية ونتيجة للتلوث البشري المنشأ.

وبالتالي، يتم تشكيل NO في محركات الاحتراق الداخلي. وعليه فإن إطلاق الصواريخ والطائرات الأسرع من الصوت يؤدي إلى تدمير طبقة الأوزون.

مصدر NO في الستراتوسفير هو أيضًا غاز N2O، وهو مستقر في طبقة التروبوسفير، لكنه يتحلل في الستراتوسفير تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الصلبة.

تم استكشاف طبقة الأوزون لأول مرة من قبل العلماء في محطات القطب الجنوبي البريطانية في عام 1957. ويُنظر إلى الأوزون كمؤشر محتمل للتغيرات طويلة المدى في الغلاف الجوي. في عام 1985، أعلنت مجلة نيتشر عن استنزاف طبقة الأوزون سنويا وتشكل ثقوب الأوزون.

ما هو ثقب الأوزون وما أسبابه؟

يتم إنتاج الأوزون بكميات كبيرة في طبقة الستراتوسفير فوق المناطق الاستوائية، حيث تكون الأشعة فوق البنفسجية في أقوى حالاتها. ثم يدور في الغلاف الجوي للأرض باتجاه القطبين. تختلف كمية الأوزون حسب الموقع والوقت من السنة والظروف المناخية اليومية. ويسمى الانخفاض في تركيز الأوزون في الغلاف الجوي، والذي يتم ملاحظته عند قطبي الأرض، بثقب الأوزون.

كلما أصبحت طبقة الأوزون أرق، كلما زاد حجم ثقوب الأوزون. هناك 3 أسباب رئيسية لتكوينها:

• إعادة التوزيع الطبيعي لتركيز الأوزون في الغلاف الجوي. ويوجد الحد الأقصى لكمية الأوزون عند خط الاستواء، وتتناقص باتجاه القطبين، لتشكل مناطق ذات تركيزات منخفضة من هذا العنصر.
• العامل التكنولوجي . يتم إطلاق مركبات الكلوروفلوروكربون الموجودة في علب الأيروسول وغازات التبريد في الغلاف الجوي بسبب الأنشطة البشرية. التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي تدمر جزيئات الأوزون. وهذا يؤدي إلى ترقق طبقة الأوزون ويقلل من قدرتها على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية.
• الاحتباس الحرارى. وترتفع درجة الحرارة على سطح الأرض باستمرار، بينما تبرد الطبقات العليا من الستراتوسفير. ويصاحب ذلك تكوين السحب اللؤلؤية التي تحدث فيها تفاعلات تدمير الأوزون.

عواقب اتساع ثقوب الأوزون

إن وجود الحياة على الأرض ممكن فقط بسبب وجود طبقة الأوزون. إنه يحمي الكوكب بشكل فعال من الأشعة فوق البنفسجية الضارة، وهي شديدة التفاعل.

• عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية، يتلف الحمض النووي. وهذا يمكن أن يؤدي إلى طفرات غير مرغوب فيها في الكائنات الحية.
• حتى أن الأشعة فوق البنفسجية تخترق الماء وتتسبب في موت الخلايا النباتية والكائنات الحية الدقيقة التي تعمل كغذاء للحيوانات الأكثر تطوراً. ونتيجة لذلك، فإن أعدادهم آخذة في التناقص.
• في البشر، يمكن للأشعة فوق البنفسجية الزائدة أن تسبب سرطان الجلد. (انخفاض تركيز الأوزون بنسبة 1% يزيد من الإصابة بسرطان الجلد بنسبة 5%).
• الاتصال المباشر للأشعة فوق البنفسجية مع شبكية العين يثير حدوث إعتام عدسة العين. وهذا يؤثر على جودة الرؤية ويمكن أن يسبب العمى.

وفي عام 1987، تم وضع اتفاقية دولية - بروتوكول مونتريال - لتنظيم انبعاث الغازات الضارة التي تدمر جزيئات الأوزون إلى الغلاف الجوي. يساعد اتباع البروتوكول على تقليل استنزاف طبقة الأوزون في الغلاف الجوي تدريجيًا ومنع توسع ثقوب الأوزون.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

وزارة النقل في الاتحاد الروسي

مدرسة FSOUVPO أوليانوفسك العليا للطيران

الطيران المدني (معهد)

كلية عمليات الطيران وإدارة الحركة الجوية

قسم باسوب

خلاصة

حول موضوع:ثقوب الأوزون: الأسبابوعواقب

أكمله: بازاروف م.أ.

رئيس: موروزوفا م.م.

أوليانوفسك 2012

مقدمة

1. الأسباب

2. العواقب

3. الموقع الجغرافي

4. دور الطائرات المدنية والعسكرية في تكوين ثقوب الأوزون

5. طرق حل المشاكل

خاتمة

مقدمة

مع ظهور الحضارة الإنسانية، ظهر عامل جديد أثر في مصير الطبيعة الحية. لقد حققت قوة هائلة في القرن الحالي وخاصة في الآونة الأخيرة. 5 مليارات من معاصرينا لهم تأثير على الطبيعة بنفس الحجم الذي كان من الممكن أن يكون لسكان العصر الحجري لو كان عددهم 50 مليار شخص، وكمية الطاقة المنطلقة تستقبلها الأرض من الشمس.

منذ ظهور مجتمع صناعي للغاية، زاد التدخل البشري الخطير في الطبيعة بشكل حاد، وتوسع نطاق هذا التدخل، وأصبح أكثر تنوعًا ويهدد الآن بأن يصبح خطرًا عالميًا على البشرية.

يتزايد استهلاك المواد الخام غير المتجددة، ويخرج المزيد والمزيد من الأراضي الصالحة للزراعة من الاقتصاد، حيث يتم بناء المدن والمصانع عليها. يتعرض المحيط الحيوي للأرض حاليًا لتأثير بشري متزايد. في الوقت نفسه، من الممكن تحديد العديد من العمليات الأكثر أهمية، أي منها لا يحسن حالة المجال الجوي لكوكبنا.

كما أن تراكم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يتقدم أيضًا. سيؤدي التطوير الإضافي لهذه العملية إلى تعزيز الاتجاه غير المرغوب فيه نحو زيادة متوسط ​​\u200b\u200bدرجة الحرارة السنوية على الكوكب.

ونتيجة لذلك، نشأت معضلة أمام المجتمع: إما أن يتدحرج بلا وعي نحو موته الحتمي في كارثة بيئية وشيكة، أو أن يحول بوعي قوى العلم والتكنولوجيا الجبارة التي خلقتها عبقرية الإنسان من سلاح تحول في السابق ضد الطبيعة والإنسان نفسه، إلى سلاح لحمايتهم وازدهارهم، إلى سلاح الإدارة البيئية الرشيدة.

يلوح في الأفق تهديد حقيقي بحدوث أزمة بيئية عالمية، يفهمها جميع سكان الكوكب، والأمل الحقيقي لمنعها يكمن في التثقيف البيئي المستمر وتنوير الناس.

وقد قررت منظمة الصحة العالمية أن صحة الإنسان تعتمد على الوراثة بنسبة 20%، وعلى البيئة بنسبة 20%، وعلى نمط الحياة بنسبة 50%، وعلى الطب بنسبة 10%. في عدد من مناطق روسيا، بحلول عام 2005، من المتوقع حدوث الديناميكيات التالية للعوامل التي تؤثر على صحة الإنسان: سيزيد دور البيئة إلى 40٪، وسيزيد تأثير العامل الوراثي إلى 30٪، والقدرة على الحفاظ على الصحة من خلال وسينخفض ​​نمط الحياة إلى 25%، وسيقل دور الطب إلى 5%.

وصف الحالة البيئية الحالية بأنها حرجة، يمكننا تحديد الأسباب الرئيسية التي تؤدي إلى كارثة بيئية: التلوث، وتسمم البيئة، واستنفاد الأكسجين في الغلاف الجوي، وثقوب الأوزون.

كان الغرض من هذا العمل هو تلخيص بيانات الأدبيات حول أسباب وعواقب تدمير طبقة الأوزون، وكذلك طرق حل مشكلة تكوين "ثقوب الأوزون".

ثقب طبقة الأوزون البيئي

1. الأسباب

ثقب الأوزون هو انخفاض محلي في تركيز الأوزون في طبقة الأوزون للأرض. وفقًا للنظرية المقبولة عمومًا في المجتمع العلمي، في النصف الثاني من القرن العشرين، أدى التأثير المتزايد للعامل البشري المنشأ في شكل إطلاق الفريونات المحتوية على الكلور والبروم إلى ترقق كبير في طبقة الأوزون .

وبحسب فرضية أخرى، فإن عملية تشكل "ثقوب الأوزون" قد تكون طبيعية إلى حد كبير ولا ترتبط فقط بالآثار الضارة للحضارة الإنسانية.

تم اكتشاف ثقب الأوزون الذي يبلغ قطره أكثر من 1000 كيلومتر لأول مرة في عام 1985، في نصف الكرة الجنوبي، فوق القارة القطبية الجنوبية، من قبل مجموعة من العلماء البريطانيين: ج. شانكلين (إنجليزي)، ج. فارمان (إنجليزي)، ب. غاردينر (إنجليزي). )، الذي نشر المقال المقابل في مجلة الطبيعة. ظهرت في شهر أغسطس من كل عام، وفي ديسمبر ويناير لم تعد موجودة. وكان هناك ثقب آخر يتشكل فوق نصف الكرة الشمالي في القطب الشمالي، ولكن بحجم أصغر. في هذه المرحلة من التطور البشري، أثبت علماء العالم أن هناك عددًا هائلاً من ثقوب الأوزون على الأرض. لكن الأخطر والأكبر يقع فوق القارة القطبية الجنوبية.

تؤدي مجموعة من العوامل إلى انخفاض تركيز الأوزون في الغلاف الجوي، وأهمها موت جزيئات الأوزون في التفاعلات مع مختلف المواد ذات الأصل البشري والطبيعي، وغياب الإشعاع الشمسي خلال فصل الشتاء القطبي، وهو قطبي مستقر بشكل خاص الدوامة التي تمنع اختراق الأوزون من خطوط العرض تحت القطبية، وتكوين السحب الستراتوسفيرية القطبية (PSC)، التي يحفز سطحها تفاعلات اضمحلال الأوزون. هذه العوامل مميزة بشكل خاص للقارة القطبية الجنوبية، حيث تكون الدوامة القطبية أضعف بكثير بسبب عدم وجود سطح قاري، ودرجة الحرارة أعلى بعدة درجات مما هي عليه في القطب الجنوبي، وتكون عمليات PSO أقل شيوعًا وتميل أيضًا إلى التفكك في القطب الجنوبي. أوائل الخريف. كونها نشطة كيميائيا، يمكن لجزيئات الأوزون أن تتفاعل مع العديد من المركبات العضوية وغير العضوية. المواد الرئيسية التي تساهم في تدمير جزيئات الأوزون هي المواد البسيطة (ذرات الهيدروجين والأكسجين والكلور والبروم)، وغير العضوية (كلوريد الهيدروجين وأول أكسيد النيتروجين) والمركبات العضوية (الميثان والفلوروكلورين والفلوروبروموفريون، التي تطلق ذرات الكلور والبروم). . وعلى النقيض من ذلك، على سبيل المثال، الهيدروفلوريونات، التي تتحلل إلى ذرات الفلور، والتي بدورها تتفاعل بسرعة مع الماء لتكوين فلوريد الهيدروجين المستقر. وبالتالي، لا يشارك الفلور في تفاعلات تحلل الأوزون. كما أن اليود لا يدمر الأوزون الستراتوسفيري، حيث يتم استهلاك المواد العضوية المحتوية على اليود بالكامل تقريبًا في طبقة التروبوسفير. التفاعلات الرئيسية التي تساهم في تدمير الأوزون مذكورة في المقالة حول طبقة الأوزون.

"يأكل" الكلور كلا من الأوزون والأكسجين الذري بسبب التفاعلات السريعة إلى حد ما:

O3 + Cl = O2 + ClO

CLO + O = Cl + O2

علاوة على ذلك، فإن التفاعل الأخير يؤدي إلى تجديد الكلور النشط. وبالتالي، لا يتم استهلاك الكلور، مما يؤدي إلى تدمير طبقة الأوزون.

وفي الصيف والربيع يزداد تركيز الأوزون. ويكون أعلى دائمًا فوق المناطق القطبية منه فوق المناطق الاستوائية. بالإضافة إلى أنه يتغير على دورة مدتها 11 عاماً، بالتزامن مع دورة النشاط الشمسي. كل هذا كان معروفًا بالفعل في الثمانينيات. أظهرت الملاحظات أن هناك انخفاضًا بطيئًا ولكن ثابتًا في تركيزات الأوزون الستراتوسفيري في القارة القطبية الجنوبية من سنة إلى أخرى. كانت هذه الظاهرة تسمى "ثقب الأوزون" (على الرغم من عدم وجود ثقب بالمعنى الصحيح للكلمة بالطبع).

وفي وقت لاحق، في التسعينيات من القرن الماضي، بدأ نفس الانخفاض يحدث فوق القطب الشمالي. لم تتضح بعد ظاهرة "ثقب الأوزون" في القطب الجنوبي: ما إذا كان "الثقب" قد نشأ نتيجة لتلوث الغلاف الجوي بفعل الإنسان، أم أنه عملية جيوفيزيائية طبيعية.

ومن إصدارات تكوين ثقوب الأوزون ما يلي:

تأثير الجزيئات المنبعثة خلال الانفجارات الذرية.

رحلات الصواريخ والطائرات على ارتفاعات عالية؛

التفاعلات مع الأوزون لبعض المواد التي تنتجها المصانع الكيماوية. هذه هي في المقام الأول الهيدروكربونات المكلورة وخاصة الفريونات - مركبات الكلوروفلوروكربون، أو الهيدروكربونات التي يتم فيها استبدال كل أو معظم ذرات الهيدروجين بذرات الفلور والكلور.

تستخدم مركبات الكلوروفلوروكربون على نطاق واسع في الثلاجات المنزلية والصناعية الحديثة (ولهذا السبب يطلق عليها اسم "الفريون")، وفي علب الهباء الجوي، كعوامل التنظيف الجاف، لإطفاء الحرائق في وسائل النقل، كعوامل رغوة، لتخليق البوليمرات. وقد بلغ الإنتاج العالمي من هذه المواد ما يقارب 1.5 مليون طن/سنة.

نظرًا لكونها شديدة التقلب ومقاومة تمامًا للتأثيرات الكيميائية، تدخل مركبات الكلوروفلوروكربون إلى الغلاف الجوي بعد استخدامها ويمكن أن تبقى فيها لمدة تصل إلى 75 عامًا، لتصل إلى ارتفاع طبقة الأوزون. هنا، تحت تأثير ضوء الشمس، تتحلل، وتطلق الكلور الذري، الذي يعمل بمثابة "اضطراب النظام" الرئيسي في طبقة الأوزون.

2. عواقب

ويشكل ثقب الأوزون خطرا على الكائنات الحية لأن طبقة الأوزون تحمي سطح الأرض من الجرعات الزائدة من الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. يؤدي ضعف طبقة الأوزون إلى زيادة تدفق الإشعاع الشمسي إلى الأرض ويسبب زيادة في عدد حالات سرطان الجلد لدى البشر. وتعاني النباتات والحيوانات أيضًا من زيادة مستويات الإشعاع.

الأوزون الموجود في الستراتوسفير يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية والإشعاع الشمسي المدمر. سيؤدي استنفاد طبقة الأوزون إلى السماح لمزيد من الإشعاع الشمسي بالوصول إلى سطح الأرض.

كل نسبة مئوية من الأوزون الستراتوسفيري المفقود تؤدي إلى زيادة بنسبة 1.5 إلى 2 في المائة في التعرض للإشعاع الشمسي فوق البنفسجي، وفقا لوكالة حماية البيئة الأمريكية. بالنسبة للبشر، فإن زيادة شدة الأشعة فوق البنفسجية أمر خطير في المقام الأول بسبب آثار الإشعاع الشمسي على الجلد والعينين.

الإشعاع بأطوال موجية في الطيف من 280 إلى 320 نانومتر - الأشعة فوق البنفسجية، التي يحجبها الأوزون جزئيًا - يمكن أن يسبب الشيخوخة المبكرة وزيادة في عدد سرطانات الجلد، فضلاً عن الإضرار بالنباتات والحيوانات.

الإشعاع ذو الطول الموجي أكبر من 320 نانومتر، طيف الأشعة فوق البنفسجية، لا يمتصه الأوزون عمليا وهو ضروري في الواقع للبشر لتكوين فيتامين د. الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي في الطيف 200 - 280 نانومتر يمكن أن تسبب عواقب وخيمة على الكائنات البيولوجية . ومع ذلك، يمتص الأوزون الإشعاع الصادر من هذا الطيف بشكل كامل تقريبًا. وبالتالي، فإن "كعب أخيل" للحياة الأرضية هو إشعاع طيف ضيق إلى حد ما من موجات الأشعة فوق البنفسجية بطول يتراوح من 320 إلى 280 نانومتر. ومع قصر الأطوال الموجية، تزداد قدرتها على إيذاء الكائنات الحية والحمض النووي. ولحسن الحظ، فإن قدرة الأوزون على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية تزداد مع انخفاض الطول الموجي للإشعاع.

· زيادة معدلات الإصابة بسرطان الجلد.

· تثبيط جهاز المناعة لدى الإنسان.

· تلف العين.

يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تلحق الضرر بالقرنية والنسيج الضام للعين والعدسة وشبكية العين. يمكن أن تسبب الأشعة فوق البنفسجية التقرن الضوئي (أو العمى الثلجي)، على غرار حروق الشمس في القرنية أو النسيج الضام للعين. إن زيادة التعرض للأشعة فوق البنفسجية نتيجة لاستنفاد الأوزون سيؤدي إلى زيادة في عدد الأشخاص الذين يعانون من إعتام عدسة العين، وفقا لمؤلفي كتاب "كيف ننقذ بشرتنا". يغطي إعتام عدسة العين عدسة العين، مما يقلل من حدة البصر ويمكن أن يسبب العمى.

· تدمير المحاصيل.

3. موقع جغرافي

بدأ تسجيل ترقق طبقة الأوزون في السبعينيات. وانخفضت بشكل ملحوظ بشكل خاص فوق القارة القطبية الجنوبية، مما أدى إلى ظهور التعبير الشائع "ثقب الأوزون". كما تم تسجيل ثقوب صغيرة في نصف الكرة الشمالي - فوق القطب الشمالي، في منطقة بليسيتسك وبايكونور الفضائيتين. وفي عام 1974، افترض عالمان من جامعة كاليفورنيا - ماريو مولينا وشيروارد رولاند - أن العامل الرئيسي في تدمير الأوزون هو غازات الفريون المستخدمة في صناعات التبريد والعطور. أما العوامل الأقل أهمية التي تستنزف الأوزون فهي تحليق الصواريخ والطائرات الأسرع من الصوت.

يميل موقع "ثقوب الأوزون" إلى تحديد الشذوذات المغناطيسية العالمية الإيجابية. في نصف الكرة الجنوبي هذا هو القطب الجنوبي، وفي نصف الكرة الشمالي هو الشذوذ المغناطيسي العالمي لشرق سيبيريا. علاوة على ذلك، فإن قوة الشذوذ السيبيري تنمو بقوة لدرجة أنه حتى في نوفوسيبيرسك، ينمو المكون الرأسي للمجال المغنطيسي الأرضي بمقدار 30 جاما (نانوتيسلا) سنويًا.

كان فقدان طبقة الأوزون فوق حوض القطب الشمالي كبيرًا هذا العام لدرجة أنه لأول مرة في تاريخ الملاحظات يمكننا التحدث عن ظهور "ثقب الأوزون" المشابه لثقب القطب الجنوبي. وعلى ارتفاعات أعلى من 20 كم، بلغ فقدان الأوزون حوالي 80%. السبب المحتمل لهذه الظاهرة هو الثبات الطويل غير المعتاد لدرجات حرارة منخفضة نسبيًا في طبقة الستراتوسفير عند خطوط العرض هذه.

4. دور الطيران المدني والعسكري في التعليمثقوب الأوزون

يتم تسهيل تدمير طبقة الأوزون ليس فقط عن طريق الفريونات المنبعثة في الغلاف الجوي ودخول الستراتوسفير. وتشارك أيضًا أكاسيد النيتروجين، التي تتشكل أثناء الانفجارات النووية، في تدمير طبقة الأوزون. لكن أكاسيد النيتروجين تتشكل أيضًا في غرف الاحتراق للمحركات النفاثة للطائرات على ارتفاعات عالية. تتشكل أكاسيد النيتروجين من النيتروجين والأكسجين الموجود هناك. كلما ارتفعت درجة الحرارة، أي كلما زادت قوة المحرك، زاد معدل تكوين أكاسيد النيتروجين.

ليست قوة محرك الطائرة هي ما يهم فحسب، بل أيضًا الارتفاع الذي تطير فيه وتطلق أكاسيد النيتروجين المستنفدة للأوزون. كلما زاد تكوين أكسيد النيتروز أو أكسيده، زاد تدميره للأوزون.

ويقدر إجمالي كمية أكسيد النيتروجين المنبعثة في الغلاف الجوي سنويًا بنحو مليار طن، وينبعث حوالي ثلث هذه الكمية من الطائرات فوق مستوى التروبوبوز المتوسط ​​(11 كم). أما بالنسبة للطائرات، فإن أكثر الانبعاثات ضررا هي من الطائرات العسكرية، التي يصل عددها إلى عشرات الآلاف. وهي تطير في المقام الأول على ارتفاعات في طبقة الأوزون.

5. طرق حل المشاكل

لبدء عملية الاستعادة العالمية، من الضروري تقليل الوصول إلى الغلاف الجوي لجميع المواد التي تدمر الأوزون بسرعة كبيرة ويتم تخزينها هناك لفترة طويلة.

كما يجب علينا - جميع الناس - أن نفهم ذلك ونساعد الطبيعة على بدء عملية استعادة طبقة الأوزون، وهناك حاجة إلى زراعة غابات جديدة، والتوقف عن قطع الغابات في البلدان الأخرى التي لا ترغب لسبب ما في قطع غاباتها، ولكنها تجني المال. من غاباتنا.

لاستعادة طبقة الأوزون، يجب إعادة شحنها. في البداية، لهذا الغرض، تم التخطيط لإنشاء العديد من مصانع الأوزون الأرضية و "رمي" الأوزون في الطبقات العليا من الغلاف الجوي على طائرات الشحن. ومع ذلك، فإن هذا المشروع (ربما كان أول مشروع "لعلاج" الكوكب) لم يتم تنفيذه.

هناك طريقة مختلفة يقترحها كونسورتيوم Interozon الروسي: إنتاج الأوزون مباشرة في الغلاف الجوي. ومن المقرر في المستقبل القريب، بالتعاون مع شركة دازا الألمانية، رفع البالونات باستخدام أشعة الليزر تحت الحمراء إلى ارتفاع 15 كم، والتي يمكن من خلالها إنتاج الأوزون من الأكسجين ثنائي الذرة.

وإذا نجحت هذه التجربة، فمن المخطط مستقبلاً الاستفادة من تجربة المحطة المدارية الروسية مير وإنشاء عدة منصات فضائية مزودة بمصادر الطاقة والليزر على ارتفاع 400 كيلومتر. سيتم توجيه أشعة الليزر إلى الجزء المركزي من طبقة الأوزون وتجددها باستمرار. يمكن أن يكون مصدر الطاقة الألواح الشمسية. لن تكون هناك حاجة إلى رواد الفضاء على هذه المنصات إلا لإجراء عمليات التفتيش والإصلاحات الدورية.

خاتمة

إن احتمالات التأثير البشري على الطبيعة تتزايد باستمرار وقد وصلت بالفعل إلى مستوى يمكن من خلاله التسبب في ضرر لا يمكن إصلاحه للمحيط الحيوي. ليست هذه هي المرة الأولى التي يتبين فيها أن المادة التي كانت تعتبر لفترة طويلة غير ضارة تمامًا، خطيرة للغاية. قبل عشرين عاما، لم يكن أحد ليتخيل أن الهباء الجوي العادي يمكن أن يشكل تهديدا خطيرا لكوكب الأرض ككل. لسوء الحظ، ليس من الممكن دائمًا التنبؤ في الوقت المناسب بكيفية تأثير هذا المركب أو ذاك على المحيط الحيوي. ومع ذلك، في حالة مركبات الكربون الكلورية فلورية، كان هناك مثل هذا الاحتمال: جميع التفاعلات الكيميائية التي تصف عملية تدمير الأوزون بواسطة مركبات الكربون الكلورية فلورية بسيطة للغاية ومعروفة منذ فترة طويلة. ولكن حتى بعد ظهور مشكلة مركبات الكربون الكلورية فلورية في عام 1974، كانت الدولة الوحيدة التي اتخذت أي تدابير لخفض إنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية هي الولايات المتحدة، وكانت هذه التدابير غير كافية على الإطلاق. لقد تطلب الأمر إثباتًا قويًا بما فيه الكفاية لمخاطر مركبات الكربون الكلورية فلورية لاتخاذ إجراءات جادة على نطاق عالمي. وتجدر الإشارة إلى أنه حتى بعد اكتشاف ثقب الأوزون، كان التصديق على اتفاقية مونتريال في وقت ما في خطر. ربما تعلمنا مشكلة مركبات الكربون الكلورية فلورية أن نتعامل بمزيد من الاهتمام والحذر مع جميع المواد التي تدخل المحيط الحيوي نتيجة للنشاط البشري.

لقد تبين أن مشكلة تغير المناخ التاريخي والحديث معقدة للغاية ولا تجد حلاً في مخططات الحتمية ذات العامل الواحد. إلى جانب الزيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون، تلعب التغيرات في الغلاف الأوزوني المرتبطة بتطور المجال المغنطيسي الأرضي دورًا مهمًا. يعد تطوير واختبار فرضيات جديدة شرطًا ضروريًا لفهم أنماط الدورة الجوية العامة والعمليات الجيوفيزيائية الأخرى التي تؤثر على المحيط الحيوي.

تم النشر على موقع Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

الأسباب المؤدية إلى الكوارث البيئية. تعريف ثقب الأوزون وآلية تكونه وعواقبه. استعادة طبقة الأوزون. الانتقال إلى التقنيات الموفرة للأوزون. معتقدات خاطئة عن ثقب الأوزون الفريونات هي مدمرات الأوزون.

تمت إضافة العرض في 10/07/2012


ثقوب الأوزون وأسباب حدوثها. مصادر تدمير طبقة الأوزون. ثقب الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية. تدابير لحماية طبقة الأوزون. قاعدة التكامل الأمثل للمكونات. القانون ن.ف. Reimers على تدمير التسلسل الهرمي للنظم البيئية.

تمت إضافة الاختبار في 19/07/2010


نظريات تكوين ثقب الأوزون. طيف طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية. مخطط تفاعل الهالوجينات في طبقة الستراتوسفير، بما في ذلك تفاعلاتها مع الأوزون. اتخاذ إجراءات للحد من انبعاثات الفريونات المحتوية على الكلور والبروم. عواقب تدمير طبقة الأوزون.

تمت إضافة العرض بتاريخ 14/05/2014


المفهوم العام لثقب الأوزون وعواقب تكونه. ثقب الأوزون، قطره 1000 كيلومتر، في نصف الكرة الجنوبي، فوق القارة القطبية الجنوبية. أسباب تمزق الروابط داخل الجزيئات، تحول جزيء الأوزون إلى جزيء أكسجين. استعادة طبقة الأوزون.

تمت إضافة العرض في 12/01/2013


خصائص موقع ووظائف وأهمية طبقة الأوزون، والتي يمكن أن يكون لاستنفادها تأثير كبير على بيئة المحيط العالمي. آليات تشكيل "ثقب الأوزون" هي مجموعة متنوعة من التدخلات البشرية. طرق حل المشكلة.

تمت إضافة الاختبار في 14/12/2010


الأزمة البيئية المحلية. المشاكل البيئية للغلاف الجوي. مشكلة طبقة الأوزون. مفهوم تأثير الاحتباس الحراري. أمطار حمضية. عواقب هطول الأمطار الحمضية. التنقية الذاتية للجو. ما هي الأولويات الرئيسية؟ ما هو الأهم: البيئة أم التقدم العلمي والتقني؟

الملخص، تمت إضافته في 14/03/2007


تفاصيل التلوث الكيميائي للغلاف الجوي ومخاطر ظاهرة الاحتباس الحراري. المطر الحمضي، دور تركيز الأوزون في الغلاف الجوي، المشاكل الحديثة لطبقة الأوزون. تلوث الغلاف الجوي من انبعاثات المركبات، حالة المشكلة في موسكو.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 17/06/2010


انخفاض في تركيز الأوزون الستراتوسفيري. ما هو ثقب الأوزون وأسباب تكوينه. عملية تدمير طبقة الأوزون. امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. تلوث الهواء الناتج عن النشاط البشري. المصادر الجيولوجية للتلوث.

تمت إضافة العرض في 28/11/2012


ثقب الأوزون هو قطرة محلية في طبقة الأوزون. دور طبقة الأوزون في الغلاف الجوي للأرض. الفريونات هي مدمرات الأوزون الرئيسية. طرق استعادة طبقة الأوزون. المطر الحمضي: جوهره وأسبابه وتأثيره السلبي على الطبيعة.

تمت إضافة العرض في 14/03/2011


دراسة مشكلة التلوث العالمي للبيئة الطبيعية من قبل المنشآت الصناعية والزراعية. خصائص الأضرار التي لحقت بطبقة الأوزون في الغلاف الجوي، والأمطار الحمضية، وتأثير الاحتباس الحراري. أوصاف إعادة تدوير نفايات الدهانات والورنيشات.

ومن أبرز الأساطير "الخضراء" الادعاء بأن ثقوب الأوزون فوق قطبي الأرض ناجمة عن انبعاثات مواد معينة ينتجها الإنسان إلى الغلاف الجوي. لا يزال الآلاف من الناس يؤمنون بها، على الرغم من أن أي تلميذ لم يتغيب عن دروس الكيمياء والجغرافيا يمكنه فضح هذه الأسطورة.

إن الأسطورة القائلة بأن النشاط البشري يتسبب في اتساع ما يسمى بثقب الأوزون هي أسطورة لافتة للنظر في العديد من النواحي. أولا، إنه معقول للغاية، أي أنه يعتمد على حقائق حقيقية. مثل وجود ثقب الأوزون نفسه وحقيقة أن عددًا من المواد التي ينتجها الإنسان يمكن أن تدمر الأوزون. وإذا كان الأمر كذلك، فليس لدى غير المتخصص أدنى شك في أن النشاط البشري هو المسؤول عن استنفاد طبقة الأوزون - ما عليك سوى إلقاء نظرة على الرسوم البيانية لنمو الثقب وزيادة انبعاثات المواد ذات الصلة في الغلاف الجوي.

وهنا تبرز سمة أخرى لأسطورة «الأوزون». لسبب ما، أولئك الذين يصدقون الأدلة المذكورة أعلاه ينسون تمامًا أن مجرد مصادفة رسمين بيانيين لا يعني شيئًا. بعد كل شيء، قد يكون مجرد حادث. من أجل الحصول على دليل لا يمكن إنكاره على النظرية البشرية لأصل ثقوب الأوزون، من الضروري دراسة ليس فقط آلية تدمير الأوزون بواسطة الفريونات والمواد الأخرى، ولكن أيضًا آلية الاستعادة اللاحقة للطبقة.

حسنًا، هنا يأتي الجزء الممتع. بمجرد أن يبدأ شخص غير متخصص في دراسة كل هذه الآليات (والتي لا تحتاج إلى الجلوس في المكتبة لعدة أيام - فقط تذكر بضع فقرات من الكتب المدرسية حول الكيمياء والجغرافيا)، فهو يفهم على الفور أن هذا الإصدار هو لا شيء أكثر من أسطورة. وتذكر تأثير هذه الأسطورة على الاقتصاد العالمي من خلال الحد من إنتاج الفريون، فهو يفهم على الفور سبب إنشائها. ومع ذلك، دعونا ننظر إلى الوضع من البداية وبالترتيب.

نتذكر من دورة الكيمياء أن الأوزون هو تعديل متآصل للأكسجين. لا تحتوي جزيئاتها على ذرتين من ذرات O، بل على ثلاث ذرات. يمكن أن يتشكل الأوزون بطرق مختلفة، ولكن الأكثر شيوعًا في الطبيعة هو أن الأكسجين يمتص جزءًا من الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي 175-200 نانومتر و280-315 نانومتر ويتحول إلى أوزون. هذه هي بالضبط الطريقة التي تشكلت بها طبقة الأوزون الواقية في العصور القديمة (منذ حوالي 2-1.7 مليار سنة)، وهكذا تستمر في التشكل حتى يومنا هذا.

بالمناسبة، مما سبق، يتبع أن ما يقرب من نصف الأشعة فوق البنفسجية الخطيرة يتم امتصاصها بالفعل بواسطة الأكسجين، وليس الأوزون. الأوزون ليس سوى "منتج ثانوي" لهذه العملية. ومع ذلك، تكمن قيمته في حقيقة أنه يمتص أيضًا جزءًا من الأشعة فوق البنفسجية - التي يتراوح طول موجتها من 200 إلى 280 نانومتر. ولكن ماذا يحدث للأوزون نفسه؟ هذا صحيح، فهو يتحول مرة أخرى إلى أكسجين. وهكذا، في الطبقات العليا من الغلاف الجوي هناك عملية توازن دوري معين - الأشعة فوق البنفسجية من نوع واحد تشجع على تحويل الأوزون إلى الأكسجين، وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية من نوع آخر، يتحول مرة أخرى إلى O 2.

من كل هذا يتبع استنتاج بسيط ومنطقي - من أجل تدمير طبقة الأوزون بالكامل، نحتاج إلى حرمان غلافنا الجوي من الأكسجين. بعد كل شيء، بغض النظر عن مقدار الفريونات التي ينتجها الإنسان (الهيدروكربونات التي تحتوي على الكلور والبروم، المستخدمة كمبردات ومذيبات)، والميثان، وكلوريد الهيدروجين وأول أكسيد النيتروجين التي تدمر جزيئات الأوزون، فإن تشعيع الأكسجين فوق البنفسجي سيعيد طبقة الأوزون مرة أخرى - بعد كل شيء، هذه المواد "متوقفة" غير قادرة! فضلا عن تقليل كمية الأكسجين في الغلاف الجوي، حيث أن الأشجار والأعشاب والطحالب تنتج منه مئات الآلاف من المرات أكثر مما ينتجه الإنسان - مدمرات الأوزون المذكورة أعلاه.

لذا، كما ترون، لا توجد مادة واحدة أنشأها البشر قادرة على تدمير طبقة الأوزون طالما أن الأكسجين موجود في الغلاف الجوي للأرض والشمس تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية. ولكن لماذا إذن تحدث ثقوب الأوزون؟ أريد أن أقول على الفور أن مصطلح "الثقب" نفسه ليس صحيحا تماما - نحن نتحدث فقط عن ترقق طبقة الأوزون في أجزاء معينة من الستراتوسفير، وليس عن غيابها الكامل. ومع ذلك، للإجابة على السؤال، ما عليك سوى أن تتذكر مكان وجود أكبر ثقوب الأوزون وأكثرها ثباتًا على هذا الكوكب.

وهنا لا يوجد شيء يمكن تذكره: يقع أكبر ثقب للأوزون المستقر مباشرة فوق القارة القطبية الجنوبية، والآخر أصغر قليلاً يقع فوق القطب الشمالي. جميع ثقوب الأوزون الأخرى على الأرض غير مستقرة؛ فهي تتشكل بسرعة، ولكنها "مرتقة" بنفس السرعة. لماذا يستمر ترقق طبقة الأوزون لفترة طويلة في المناطق القطبية؟ نعم، ببساطة لأنه في هذه الأماكن يستمر الليل القطبي لمدة ستة أشهر. وخلال هذا الوقت، لا يتلقى الغلاف الجوي فوق القطب الشمالي والقطب الجنوبي ما يكفي من الأشعة فوق البنفسجية لتحويل الأكسجين إلى الأوزون.

حسنًا ، O 3 ، بدوره ، الذي بقي بدون "تجديد" ، يبدأ في الانهيار بسرعة - فهو مادة غير مستقرة للغاية. ولهذا السبب فإن طبقة الأوزون فوق القطبين تضعف بشكل كبير، على الرغم من أن العملية تحدث مع بعض التأخير - يظهر ثقب مرئي في بداية الصيف ويختفي بحلول منتصف الشتاء. ومع ذلك، عندما يأتي اليوم القطبي، يبدأ إنتاج الأوزون مرة أخرى ويتم إصلاح ثقب الأوزون ببطء. صحيح، ليس تماما - كل نفس، وقت الاستقبال المكثف للأشعة فوق البنفسجية في هذه الأجزاء أقصر من فترة نقصها. ولهذا السبب لا يختفي ثقب الأوزون.

ولكن لماذا، في هذه الحالة، تم إنشاء الأسطورة وتكرارها؟ الجواب على هذا السؤال ليس بسيطا فحسب، بل بسيط جدا. والحقيقة هي أن وجود ثقب الأوزون الدائم فوق القارة القطبية الجنوبية قد تم إثباته لأول مرة في عام 1985. وفي نهاية عام 1986، أطلق متخصصون من شركة دوبونت الأمريكية (أي دوبونت) إنتاج فئة جديدة من المبردات - الفلوروكربونات التي لا تحتوي على الكلور. أدى هذا إلى خفض تكلفة الإنتاج بشكل كبير، ولكن لا يزال يتعين ترويج المادة الجديدة في السوق.

وهنا تقوم شركة دوبونت بتمويل النشر في وسائل الإعلام لأسطورة حول الفريونات الشريرة التي تفسد طبقة الأوزون، والتي تم إنشاؤها من قبل مجموعة من خبراء الأرصاد الجوية بأمر منها. ونتيجة لذلك، بدأ الجمهور الخائف يطالب السلطات باتخاذ الإجراءات اللازمة. واتخذت هذه الإجراءات في نهاية عام 1987، عندما تم التوقيع على بروتوكول في مونتريال للحد من إنتاج المواد المستنفدة لطبقة الأوزون. وأدى ذلك إلى تدمير العديد من الشركات التي تنتج الفريون، وكذلك إلى حقيقة أن شركة دوبونت أصبحت محتكرة لسوق المبردات لسنوات عديدة.

بالمناسبة، كانت السرعة التي اتخذت بها إدارة شركة DuPont قرارًا باستخدام ثقب الأوزون لأغراضها الخاصة هي التي أدت إلى حقيقة أن الأسطورة تبين أنها غير مكتملة لدرجة أنه يمكن أن يكشفها تلميذ عادي قام بذلك لا تفوت دروس الكيمياء والجغرافيا. لو كان لديهم المزيد من الوقت، كما ترى، لكانوا قد ألفوا نسخة أكثر إقناعًا. ومع ذلك، حتى ما "ولده" العلماء في النهاية بناءً على طلب شركة دوبونت كان قادرًا على إقناع الكثير من الناس.

جامعة قازان الوطنية للبحوث التكنولوجية

ملخص استنفاد طبقة الأوزون

أكمله: الطالب gr.5111-41 Garifullin I.I. تم الفحص بواسطة: Fatykhova L.A.

قازان 2015

1 المقدمة

2. الجزء الرئيسي:

أ) تحديد الأوزون

ب) أسباب "ثقوب الأوزون"

ج) الفرضيات الرئيسية لتدمير طبقة الأوزون

د) العواقب البيئية والطبية والبيولوجية لتدمير طبقة الأوزون

3 - الخلاصة

4. قائمة الأدبيات المستخدمة

مقدمة.

في القرن ال 21 من بين العديد من المشاكل البيئية العالمية للمحيط الحيوي، تظل مشكلة تدمير طبقة الأوزون وما يرتبط بها من زيادة في الأشعة فوق البنفسجية الخطرة بيولوجيًا على سطح الأرض ذات أهمية كبيرة. وهذا يمكن أن يتطور إلى كارثة لا رجعة فيها ومدمرة للبشرية. في العقود الأخيرة، أثبتت العديد من الدراسات اتجاهًا ثابتًا نحو انخفاض محتوى الأوزون في الغلاف الجوي. ووفقا لمنظمة الصحة العالمية، فإن كل انخفاض بنسبة 1% في مستويات الأوزون في الغلاف الجوي (وما يقابله من زيادة بنسبة 2% في الأشعة فوق البنفسجية) يؤدي إلى زيادة بنسبة 5% في عدد أمراض السرطان.

يعد الغلاف الجوي الأكسجيني الحديث للأرض ظاهرة فريدة من نوعها بين كواكب المجموعة الشمسية، وترتبط هذه الميزة بوجود الحياة على كوكبنا.

لا شك أن المشكلة البيئية هي الأكثر أهمية بالنسبة للناس الآن. ويدل على حقيقة الكارثة البيئية تدمير طبقة الأوزون على الأرض. الأوزون هو شكل ثلاثي الذرة من الأكسجين، يتشكل في الطبقات العليا من الغلاف الجوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الصلبة (الموجة القصيرة) القادمة من الشمس.

اليوم، الأوزون يثير قلق الجميع، حتى أولئك الذين لم يشكوا في السابق بوجود طبقة الأوزون في الغلاف الجوي، بل كانوا يعتقدون فقط أن رائحة الأوزون هي علامة على الهواء النقي. (ليس من قبيل الصدفة أن كلمة الأوزون تعني "الرائحة" في اللغة اليونانية.) هذا الاهتمام مفهوم - نحن نتحدث عن مستقبل المحيط الحيوي للأرض بأكمله، بما في ذلك الإنسان نفسه. حالياً، هناك حاجة إلى اتخاذ قرارات معينة تكون ملزمة للجميع، والتي من شأنها أن تسمح لنا بالحفاظ على طبقة الأوزون. لكن لكي تكون هذه القرارات صحيحة، نحتاج إلى معلومات كاملة عن تلك العوامل التي تغير كمية الأوزون في الغلاف الجوي للأرض، وكذلك عن خصائص الأوزون، وكيف يتفاعل بالضبط مع هذه العوامل. لذلك، أعتبر الموضوع الذي اخترته مناسبا وضروريا للنظر فيه.

الجزء الرئيسي: تحديد الأوزون

من المعروف أن الأوزون (Oz)، وهو تعديل للأكسجين، له تفاعل كيميائي عالي وسمية. يتشكل الأوزون في الغلاف الجوي من الأكسجين أثناء التفريغ الكهربائي أثناء العواصف الرعدية وتحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس في طبقة الستراتوسفير. تقع طبقة الأوزون (شاشة الأوزون، غلاف الأوزون) في الغلاف الجوي على ارتفاع 10-15 كم مع أقصى تركيز للأوزون على ارتفاع 20-25 كم. تعمل شاشة الأوزون على تأخير تغلغل الأشعة فوق البنفسجية الأكثر خطورة (الطول الموجي 200-320 نانومتر)، المدمرة لجميع الكائنات الحية، إلى سطح الأرض. ومع ذلك، نتيجة للتأثيرات البشرية، أصبحت "مظلة" الأوزون متسربة وبدأت تظهر ثقوب الأوزون فيها مع انخفاض ملحوظ في محتوى الأوزون (يصل إلى 50٪ أو أكثر).

أسباب ثقوب الأوزون

إن ثقوب الأوزون (الأوزون) ليست سوى جزء من المشكلة البيئية المعقدة المتمثلة في استنفاد طبقة الأوزون للأرض. في أوائل الثمانينات. ولوحظ انخفاض في إجمالي محتوى الأوزون في الغلاف الجوي فوق مساحة المحطات العلمية في القارة القطبية الجنوبية. لذلك، في أكتوبر 1985 كانت هناك تقارير تفيد بأن تركيز الأوزون في طبقة الستراتوسفير فوق محطة خليج هالي الإنجليزية انخفض بنسبة 40٪ من قيمه الدنيا، وعلى المحطة اليابانية - مرتين تقريبًا. وهذه الظاهرة هي التي تسببت في "ثقب الأوزون". ظهرت ثقوب كبيرة في الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية في ربيع عام 1987، 1992، 1997، عندما تم تسجيل انخفاض في المحتوى الإجمالي للأوزون الستراتوسفيري (TO) بنسبة 40-60٪. وفي ربيع عام 1998، وصلت مساحة ثقب الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية إلى مساحة قياسية بلغت 26 مليون متر مربع. كم (3 أضعاف أراضي أستراليا). وعلى ارتفاع 14 - 25 كم في الغلاف الجوي، حدث تدمير كامل تقريبا للأوزون.

وقد لوحظت ظواهر مماثلة في القطب الشمالي (خاصة منذ ربيع عام 1986)، ولكن حجم ثقب الأوزون هنا كان أقل مرتين تقريبًا من حجمه في القطب الجنوبي. في مارس 1995 واستنفدت طبقة الأوزون في القطب الشمالي بنحو 50%، وتشكلت "ثقوب صغيرة" فوق المناطق الشمالية من كندا وشبه الجزيرة الاسكندنافية والجزر الاسكتلندية (المملكة المتحدة).

يوجد حاليًا حوالي 120 محطة لقياس الأوزون في العالم، بما في ذلك 40 محطة ظهرت منذ الستينيات. القرن العشرين على الأراضي الروسية. تشير بيانات المراقبة من المحطات الأرضية إلى أنه في عام 1997، لوحظت حالة هادئة من إجمالي محتوى الأوزون في كامل أراضي روسيا الخاضعة للسيطرة تقريبًا.

توضيح أسباب ظهور ثقوب الأوزون القوية على وجه التحديد في الفضاءات القطبية في نهاية القرن العشرين. تم إجراء بحث (باستخدام طائرات مختبرية طائرة) لطبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية والقطب الشمالي. لقد ثبت أنه بالإضافة إلى العوامل البشرية (انبعاثات الفريون، وأكاسيد النيتروجين، وبروميد الميثيل، وما إلى ذلك في الغلاف الجوي)، تلعب التأثيرات الطبيعية دورًا مهمًا. وهكذا، في ربيع عام 1997، في بعض مناطق القطب الشمالي، تم تسجيل انخفاض في محتوى الأوزون في الغلاف الجوي بنسبة تصل إلى 60٪. علاوة على ذلك، على مدار عدد من السنوات، كان معدل استنفاد الغلاف الجوي للأوزون فوق القطب الشمالي يتزايد حتى في الظروف التي ظل فيها تركيز مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs)، أو الفريونات، ثابتًا. وفقا لعالم نرويجي ك. هنريكسنعلى مدى العقد الماضي، تشكلت دوامة من الهواء البارد دائمة التوسع في الطبقات السفلى من طبقة الستراتوسفير في القطب الشمالي. لقد خلق الظروف المثالية لتدمير جزيئات الأوزون، والذي يحدث بشكل رئيسي عند درجة حرارة منخفضة جدًا (حوالي -80 درجة مئوية). إن وجود قمع مماثل فوق القارة القطبية الجنوبية هو سبب ثقوب الأوزون. وبالتالي، فإن سبب عملية استنفاد الأوزون في خطوط العرض العليا (القطب الشمالي، القارة القطبية الجنوبية) قد يرجع إلى حد كبير إلى التأثيرات الطبيعية.