Mulino di miti: chi ha creato il buco dell'ozono? Dove si trovano i buchi dell’ozono?

Uno dei miti "verdi" più notevoli è l'affermazione che i buchi dell'ozono sopra i poli della Terra siano causati dalle emissioni di alcune sostanze prodotte dall'uomo nell'atmosfera. Migliaia di persone ci credono ancora, anche se qualsiasi scolaretto che non abbia saltato le lezioni di chimica e geografia può sfatare questo mito.

Il mito secondo cui l’attività umana sta causando la crescita del cosiddetto buco dell’ozono è notevole sotto molti aspetti. Innanzitutto è estremamente plausibile, cioè si basa su fatti reali. Come la presenza stessa del buco dell’ozono e il fatto che diverse sostanze prodotte dall’uomo possono distruggere l’ozono. E se è così, allora un non specialista non ha dubbi che sia l'attività umana la causa dell'esaurimento dello strato di ozono: basta guardare i grafici della crescita del buco e dell'aumento delle emissioni di sostanze rilevanti nell'atmosfera.

E qui emerge un’altra caratteristica del mito dell’“ozono”. Per qualche ragione, coloro che credono alle prove di cui sopra dimenticano completamente che la semplice coincidenza di due grafici non significa nulla. Dopotutto, potrebbe essere solo un incidente. Per avere prove innegabili della teoria antropica dell'origine dei buchi dell'ozono, è necessario studiare non solo il meccanismo di distruzione dell'ozono da parte dei freon e di altre sostanze, ma anche il meccanismo del successivo ripristino dello strato.

Bene, qui arriva la parte divertente. Non appena un non specialista interessato inizia a studiare tutti questi meccanismi (per i quali non è necessario stare seduti in biblioteca per giorni - ricorda solo alcuni paragrafi dei libri di testo scolastici di chimica e geografia), capisce immediatamente che questa versione è niente più che un mito. E ricordando l'impatto che questo mito ha avuto sull'economia mondiale limitando la produzione di freon, capisce subito perché è stato creato. Tuttavia, diamo un'occhiata alla situazione dall'inizio e in ordine.

Ricordiamo dal corso di chimica che l'ozono è una modificazione allotropica dell'ossigeno. Le sue molecole non contengono due atomi di O, ma tre. L'ozono può formarsi in diversi modi, ma quello più comune in natura è questo: l'ossigeno assorbe una parte della radiazione ultravioletta con una lunghezza d'onda di 175-200 nm e 280-315 nm e viene convertita in ozono. Questo è esattamente il modo in cui si è formato lo strato protettivo dell’ozono nei tempi antichi (circa 2-1,7 miliardi di anni fa), ed è così che continua a formarsi fino ai giorni nostri.

A proposito, da quanto sopra risulta che quasi la metà della pericolosa radiazione UV viene effettivamente assorbita dall'ossigeno, non dall'ozono. L’ozono è solo un “sottoprodotto” di questo processo. Tuttavia, il suo valore sta nel fatto che assorbe anche parte della luce ultravioletta, quella la cui lunghezza d'onda è compresa tra 200 e 280 nm. Ma cosa succede all’ozono stesso? Esatto: si trasforma nuovamente in ossigeno. Pertanto, negli strati superiori dell'atmosfera si verifica un certo processo di equilibrio ciclico: l'ultravioletto di un tipo contribuisce alla conversione dell'ozono in ossigeno e, assorbendo la radiazione UV di un altro tipo, si trasforma nuovamente in O 2.

Da tutto ciò segue una conclusione semplice e logica: per distruggere completamente lo strato di ozono, dobbiamo privare la nostra atmosfera di ossigeno. Dopotutto, non importa quanti freon prodotti dall'uomo (idrocarburi contenenti cloro e bromo, usati come refrigeranti e solventi), metano, acido cloridrico e monossido di azoto distruggono le molecole di ozono, l'irradiazione ultravioletta dell'ossigeno ripristinerà nuovamente lo strato di ozono - dopo tutto, queste sostanze si “spengono” impossibile! Oltre a ridurre la quantità di ossigeno nell'atmosfera, poiché alberi, erbe e alghe ne producono centinaia di migliaia di volte di più rispetto all'umanità, i suddetti distruttori di ozono.

Quindi, come puoi vedere, nessuna sostanza creata dall'uomo è in grado di distruggere lo strato di ozono finché l'ossigeno è presente nell'atmosfera terrestre e il Sole emette radiazioni ultraviolette. Ma allora perché si formano i buchi dell’ozono? Voglio dire subito che il termine "buco" in sé non è del tutto corretto: stiamo parlando solo dell'assottigliamento dello strato di ozono in alcune parti della stratosfera e non della sua completa assenza. Tuttavia, per rispondere alla domanda, basta ricordare dove esattamente sul pianeta si trovano i buchi dell'ozono più grandi e persistenti.

E qui non c'è niente da ricordare: il più grande dei buchi dell'ozono stabili si trova direttamente sopra l'Antartide, e l'altro, leggermente più piccolo, si trova sopra l'Artico. Tutti gli altri buchi dell’ozono sulla Terra sono instabili; si formano rapidamente, ma vengono “dannata” altrettanto rapidamente. Perché l'assottigliamento dello strato di ozono persiste a lungo nelle regioni polari? Sì, semplicemente perché in questi luoghi la notte polare dura sei mesi. E durante questo periodo, l’atmosfera sopra l’Artico e l’Antartico non riceve abbastanza luce ultravioletta per convertire l’ossigeno in ozono.

Ebbene, O 3, a sua volta, lasciato senza "rifornimento", inizia a collassare rapidamente - dopotutto, è una sostanza molto instabile. Questo è il motivo per cui lo strato di ozono sopra i poli si sta assottigliando notevolmente, anche se il processo avviene con un certo ritardo: un buco visibile appare all'inizio dell'estate e scompare a metà inverno. Tuttavia, quando arriva il giorno polare, l’ozono ricomincia a essere prodotto e il buco dell’ozono si ricompone lentamente. È vero, non del tutto: tuttavia, il tempo di intensa ricezione della radiazione UV in queste parti è più breve del periodo della sua carenza. Ecco perché il buco dell'ozono non scompare.

Ma perché, in questo caso, il mito è stato creato e replicato? La risposta a questa domanda non è solo semplice, ma molto semplice. Il fatto è che la presenza di un buco dell’ozono permanente sull’Antartide è stata dimostrata per la prima volta nel 1985. E alla fine del 1986, gli specialisti della società americana DuPont (cioè DuPont) lanciarono la produzione di una nuova classe di refrigeranti: fluorocarburi che non contengono cloro. Ciò ha ridotto notevolmente i costi di produzione, ma la nuova sostanza doveva ancora essere promossa sul mercato.

E qui DuPont finanzia la diffusione nei media del mito sui freon malvagi che rovinano lo strato di ozono, creato da un gruppo di meteorologi su suo ordine. Di conseguenza, un pubblico spaventato ha iniziato a chiedere alle autorità di agire. E queste misure furono adottate alla fine del 1987, quando a Montreal fu firmato un protocollo per limitare la produzione di sostanze che riducono lo strato di ozono. Ciò portò alla rovina di molte aziende che producevano freon e anche al fatto che DuPont divenne per molti anni un monopolista nel mercato dei refrigeranti.

A proposito, è stata proprio la velocità con cui la direzione di DuPont ha deciso di utilizzare il buco dell'ozono per i propri scopi che ha portato al fatto che il mito si è rivelato così incompiuto da poter essere smascherato da un normale scolaro che lo ha fatto non saltare le lezioni di chimica e geografia. Se avessero avuto più tempo, vedete, avrebbero composto una versione più convincente. Tuttavia, anche ciò che gli scienziati alla fine “hanno partorito” su richiesta di DuPont è riuscito a convincere molte persone.

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MINISTERO DEI TRASPORTI DELLA FEDERAZIONE RUSSA

SCUOLA SUPERIORE DI AVIAZIONE DI FSOUVPO ULYANOVSK

AVIAZIONE CIVILE (ISTITUTO)

FACOLTÀ DI OPERAZIONI DI VOLO E GESTIONE DEL TRAFFICO AEREO

DIPARTIMENTO DEL PASSOP

ASTRATTO

sul tema:Buchi dell'ozono: causeEconseguenze

Completato da: Bazàrov M.A.

Responsabile: Morozova M.M.

Ul'janovsk 2012

introduzione

1. Ragioni

2. Conseguenze

3. Posizione geografica

4. Il ruolo degli aerei civili e militari nella formazione dei buchi dell'ozono

5. Modi per risolvere i problemi

Conclusione

introduzione

Con l'emergere della civiltà umana, è apparso un nuovo fattore che ha influenzato il destino della natura vivente. Ha raggiunto un potere enorme nel secolo attuale e soprattutto negli ultimi tempi. 5 miliardi di nostri contemporanei hanno un impatto sulla natura della stessa portata che avrebbero potuto avere gli uomini dell'età della pietra se il loro numero fosse stato di 50 miliardi di persone, e la quantità di energia rilasciata viene ricevuta dalla terra dal sole.

Dall'emergere di una società altamente industrializzata, l'intervento pericoloso dell'uomo nella natura è aumentato notevolmente, la portata di questo intervento si è ampliata, è diventato più diversificato e ora minaccia di diventare un pericolo globale per l'umanità.

Il consumo di materie prime non rinnovabili è in aumento, sempre più terreni coltivabili stanno abbandonando l’economia, poiché su di essi vengono costruite città e fabbriche. La biosfera terrestre è attualmente soggetta a un crescente impatto antropico. Allo stesso tempo, si possono identificare molti dei processi più significativi, nessuno dei quali non migliora le condizioni dello spazio aereo del nostro pianeta.

Progredisce anche l’accumulo di anidride carbonica nell’atmosfera. L'ulteriore sviluppo di questo processo rafforzerà la tendenza indesiderata all'aumento della temperatura media annuale del pianeta.

Di conseguenza, davanti alla società si è presentato un dilemma: o rotolare senza pensarci verso la sua inevitabile morte in un'imminente catastrofe ecologica, o trasformare consapevolmente le potenti forze della scienza e della tecnologia create dal genio dell'uomo da un'arma precedentemente rivolta contro la natura e l'uomo stesso, in un'arma di protezione e prosperità, in un'arma di gestione ambientale razionale.

Una vera minaccia di crisi ambientale globale incombe sul mondo, compresa dall'intera popolazione del pianeta, e la vera speranza per la sua prevenzione risiede nella continua educazione ambientale e nell'illuminazione delle persone.

L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha stabilito che la salute umana dipende per il 20% dall’ereditarietà, per il 20% dall’ambiente, per il 50% dallo stile di vita e per il 10% dalla medicina. In alcune regioni della Russia, entro il 2005, si prevede la seguente dinamica dei fattori che influenzano la salute umana: il ruolo dell'ecologia aumenterà al 40%, l'effetto del fattore genetico aumenterà al 30%, la capacità di mantenere la salute attraverso lo stile di vita scenderà al 25% e il ruolo della medicina scenderà al 5%.

Caratterizzando lo stato attuale dell'ecologia come critico, possiamo identificare le ragioni principali che portano al disastro ambientale: inquinamento, avvelenamento dell'ambiente, impoverimento dell'atmosfera in ossigeno, buchi dell'ozono.

Lo scopo di questo lavoro era quello di riassumere i dati della letteratura sulle cause e le conseguenze della distruzione dello strato di ozono, nonché sui modi per risolvere il problema della formazione dei “buchi di ozono”.

Buco dello strato di ozono ambientale

1. Cause

Il buco dell'ozono è un calo locale della concentrazione di ozono nello strato di ozono terrestre. Secondo la teoria generalmente accettata nella comunità scientifica, nella seconda metà del XX secolo, il crescente impatto del fattore antropico sotto forma di rilascio di freon contenenti cloro e bromo ha portato ad un significativo assottigliamento dello strato di ozono .

Secondo un'altra ipotesi, il processo di formazione dei “buchi dell'ozono” potrebbe essere in gran parte naturale e non associato esclusivamente agli effetti dannosi della civiltà umana.

Un buco dell'ozono con un diametro di oltre 1000 km fu scoperto per la prima volta nel 1985, nell'emisfero australe, sopra l'Antartide, da un gruppo di scienziati britannici: J. Shanklin (inglese), J. Farman (inglese), B. Gardiner (inglese ), che ha pubblicato l'articolo corrispondente sulla rivista Nature. Appariva ogni agosto e tra dicembre e gennaio cessava di esistere. Un altro buco si stava formando sopra l’emisfero settentrionale nell’Artico, ma di dimensioni più piccole. In questa fase dello sviluppo umano, gli scienziati di tutto il mondo hanno dimostrato che esiste un numero enorme di buchi dell'ozono sulla Terra. Ma il più pericoloso e il più grande si trova sopra l'Antartide.

Una combinazione di fattori porta ad una diminuzione della concentrazione di ozono nell'atmosfera, il principale dei quali è la morte delle molecole di ozono in reazioni con varie sostanze di origine antropica e naturale, l'assenza di radiazione solare durante l'inverno polare, un clima polare particolarmente stabile vortice che impedisce la penetrazione dell'ozono dalle latitudini subpolari e la formazione di nubi stratosferiche polari (PSC), la cui superficie le cui particelle catalizzano le reazioni di decadimento dell'ozono. Questi fattori sono caratteristici soprattutto dell'Antartide; nell'Artico il vortice polare è molto più debole a causa dell'assenza di una superficie continentale, la temperatura è di diversi gradi più alta che nell'Antartide, e i PSO sono meno comuni e tendono anche a disintegrarsi in Antartide. inizio autunno. Essendo chimicamente attive, le molecole di ozono possono reagire con molti composti inorganici e organici. Le principali sostanze che contribuiscono alla distruzione delle molecole di ozono sono sostanze semplici (atomi di idrogeno, ossigeno, cloro, bromo), inorganici (cloruro di idrogeno, monossido di azoto) e composti organici (metano, fluorocloro e fluorobromofreoni, che liberano atomi di cloro e bromo). . A differenza, ad esempio, degli idrofluorofreoni, che si decompongono in atomi di fluoro, che a loro volta reagiscono rapidamente con l'acqua per formare acido fluoridrico stabile. Pertanto, il fluoro non partecipa alle reazioni di decomposizione dell'ozono. Lo iodio inoltre non distrugge l'ozono stratosferico, poiché le sostanze organiche contenenti iodio vengono quasi completamente consumate nella troposfera. Le principali reazioni che contribuiscono alla distruzione dell'ozono sono riportate nell'articolo sullo strato di ozono.

Il cloro “mangia” sia l’ozono che l’ossigeno atomico a causa di reazioni abbastanza rapide:

O3 + Cl = O2 + ClO

СlO + O = Cl + O2

Inoltre quest'ultima reazione porta alla rigenerazione del cloro attivo. Il cloro, così, non viene nemmeno consumato, distruggendo lo strato di ozono.

In estate e in primavera le concentrazioni di ozono aumentano. È sempre più elevato nelle regioni polari che in quelle equatoriali. Inoltre, cambia secondo un ciclo di 11 anni, in coincidenza con il ciclo di attività solare. Tutto questo era già ben noto negli anni ’80. Le osservazioni hanno dimostrato che sopra l’Antartide si verifica una lenta ma costante diminuzione delle concentrazioni di ozono stratosferico di anno in anno. Questo fenomeno fu chiamato “buco dell’ozono” (anche se, ovviamente, non esisteva un buco nel senso proprio del termine).

Successivamente, negli anni '90 del secolo scorso, la stessa diminuzione cominciò a verificarsi anche sull'Artico. Il fenomeno del “buco dell’ozono” antartico non è ancora chiaro: se il “buco” sia sorto a causa dell’inquinamento antropogenico dell’atmosfera o se si tratti di un processo geoastrofisico naturale.

Tra le versioni della formazione dei buchi dell'ozono ci sono:

l'influenza delle particelle emesse durante le esplosioni atomiche;

voli di razzi e aerei ad alta quota;

reazioni con l'ozono di alcune sostanze prodotte da impianti chimici. Si tratta principalmente di idrocarburi clorurati e soprattutto di freon: clorofluorocarburi o idrocarburi in cui tutti o la maggior parte degli atomi di idrogeno sono sostituiti da atomi di fluoro e cloro.

I clorofluorocarburi sono ampiamente utilizzati nei moderni frigoriferi domestici e industriali (ecco perché sono chiamati “freon”), nelle bombolette spray, come agenti di lavaggio a secco, per spegnere gli incendi nei trasporti, come agenti schiumogeni, per la sintesi di polimeri. La produzione mondiale di queste sostanze ha raggiunto quasi 1,5 milioni di tonnellate/anno.

Essendo altamente volatili e abbastanza resistenti agli influssi chimici, i clorofluorocarburi entrano nell'atmosfera dopo l'uso e possono rimanervi fino a 75 anni, raggiungendo l'altezza dello strato di ozono. Qui, sotto l'influenza della luce solare, si decompongono, rilasciando cloro atomico, che funge da principale “disturbatore dell'ordine” nello strato di ozono.

2. Conseguenze

Il buco dell'ozono rappresenta un pericolo per gli organismi viventi perché lo strato di ozono protegge la superficie terrestre da dosi eccessive di radiazioni ultraviolette provenienti dal sole. L'indebolimento dello strato di ozono aumenta il flusso di radiazioni solari sulla terra e provoca un aumento del numero di tumori della pelle nelle persone. Anche le piante e gli animali soffrono di maggiori livelli di radiazioni.

L'ozono nella stratosfera protegge la Terra dai distruttivi raggi ultravioletti e solari. La riduzione dello strato di ozono consentirà a una maggiore radiazione solare di raggiungere la superficie terrestre.

Secondo l’Environmental Protection Agency degli Stati Uniti, ogni percentuale di ozono stratosferico perso si traduce in un aumento dall’1,5 al 2% dell’esposizione alle radiazioni solari ultraviolette. Per l'uomo l'aumento dell'intensità della radiazione ultravioletta è pericoloso soprattutto a causa degli effetti della radiazione solare sulla pelle e sugli occhi.

Le radiazioni con lunghezze d'onda nello spettro da 280 a 320 nanometri - i raggi UV, parzialmente bloccati dall'ozono - possono causare un invecchiamento precoce e un aumento del numero di tumori della pelle, nonché danni a piante e animali.

Le radiazioni con una lunghezza d'onda superiore a 320 nanometri, lo spettro UV, praticamente non vengono assorbite dall'ozono e sono effettivamente necessarie all'uomo per formare la vitamina D. Le radiazioni UV con una lunghezza d'onda nello spettro di 200 - 280 nanometri possono causare gravi conseguenze per gli organismi biologici . Tuttavia, la radiazione di questo spettro viene quasi completamente assorbita dall’ozono. Pertanto, il "tallone d'Achille" della vita terrena è la radiazione di uno spettro piuttosto ristretto di onde UV con una lunghezza compresa tra 320 e 280 nanometri. Man mano che le lunghezze d’onda si accorciano, aumenta la loro capacità di danneggiare gli organismi viventi e il DNA. Fortunatamente, la capacità dell'ozono di assorbire la radiazione ultravioletta aumenta al diminuire della lunghezza d'onda della radiazione.

· Aumento dell'incidenza del cancro della pelle.

· Soppressione del sistema immunitario umano.

· Danni agli occhi.

Le radiazioni ultraviolette possono danneggiare la cornea, il tessuto connettivo dell'occhio, il cristallino e la retina. Le radiazioni ultraviolette possono causare fotocheratosi (o cecità da neve), simile a una scottatura solare della cornea o del tessuto connettivo dell'occhio. Secondo gli autori di How to Save Our Skin, la maggiore esposizione alle radiazioni ultraviolette a causa della riduzione dello strato di ozono porterà ad un aumento del numero di persone affette da cataratta. La cataratta copre il cristallino dell'occhio, riducendo l'acuità visiva e può causare cecità.

· Distruzione dei raccolti.

3. Posizione geografica

L'assottigliamento dello strato di ozono cominciò a essere registrato negli anni '70. È diminuito in modo particolarmente significativo sopra l’Antartide, il che ha portato alla nascita dell’espressione comune “buco dell’ozono”. Piccoli buchi si registrano anche nell'emisfero settentrionale, sopra l'Artico, nell'area dei cosmodromi di Plesetsk e Baikonur. Nel 1974, due scienziati dell'Università della California, Mario Molina e Sherward Rowland, ipotizzarono che il fattore principale nella distruzione dell'ozono fossero i gas freon utilizzati nell'industria della refrigerazione e dei profumi. Fattori meno significativi che riducono l’ozono sono i voli di razzi e aerei supersonici.

La posizione dei “buchi dell’ozono” tende a localizzare anomalie magnetiche globali positive. Nell'emisfero meridionale questa è l'Antartico, e nell'emisfero settentrionale è l'anomalia magnetica globale della Siberia orientale. Inoltre, la potenza dell'anomalia siberiana sta crescendo così fortemente che anche a Novosibirsk la componente verticale del campo geomagnetico cresce ogni anno di 30 gamma (nanotesla).

La perdita dello strato di ozono sul bacino artico quest'anno è stata così significativa che per la prima volta nella storia delle osservazioni si può parlare della comparsa di un “buco dell'ozono” simile a quello antartico. Ad altitudini superiori a 20 km, la perdita di ozono è stata di circa l’80%. La probabile causa di questo fenomeno è la persistenza insolitamente lunga di temperature relativamente basse nella stratosfera a queste latitudini.

4. Il ruolo dell'aviazione civile e militare nell'istruzionebuchi dell'ozono

La distruzione dello strato di ozono è facilitata non solo dai freon rilasciati nell'atmosfera e che entrano nella stratosfera. Anche gli ossidi di azoto che si formano durante le esplosioni nucleari contribuiscono alla distruzione dello strato di ozono. Ma gli ossidi di azoto si formano anche nelle camere di combustione dei motori a turbogetto degli aerei ad alta quota. Gli ossidi di azoto si formano dall'azoto e dall'ossigeno che si trovano lì. Più alta è la temperatura, cioè maggiore è la potenza del motore, maggiore è la velocità di formazione degli ossidi di azoto.

Non è solo la potenza del motore di un aereo che conta, ma anche l’altitudine alla quale vola e rilascia ossidi di azoto dannosi per l’ozono. Maggiore è la quantità di protossido di azoto o ossido, più distruttivo è l'ozono.

Si stima che la quantità totale di ossido di azoto emessa nell’atmosfera ogni anno sia pari a 1 miliardo di tonnellate, di cui circa un terzo viene emesso dagli aerei al di sopra del livello medio della tropopausa (11 km). Per quanto riguarda gli aerei, le emissioni più nocive provengono dagli aerei militari, il cui numero ammonta a decine di migliaia. Volano principalmente ad altitudini nello strato di ozono.

5. Modi per risolvere i problemi

Per iniziare il ripristino globale, è necessario ridurre l'accesso all'atmosfera di tutte le sostanze che distruggono molto rapidamente l'ozono e vi rimangono immagazzinate per lungo tempo.

Inoltre, noi - tutte le persone - dobbiamo capirlo e aiutare la natura ad avviare il processo di ripristino dello strato di ozono, sono necessarie nuove piantagioni forestali, smettere di abbattere foreste per altri paesi che per qualche motivo non vogliono abbattere le loro, ma guadagnano soldi dalle nostre foreste.

Per ripristinare lo strato di ozono è necessario ricaricarlo. Inizialmente, a questo scopo, si prevedeva di creare diverse fabbriche di ozono a terra e di "gettare" l'ozono negli strati superiori dell'atmosfera sugli aerei cargo. Tuttavia questo progetto (probabilmente fu il primo progetto per “curare” il pianeta) non venne realizzato.

Una strada diversa quella proposta dal consorzio russo Interozon: produrre ozono direttamente nell'atmosfera. Nel prossimo futuro, insieme alla società tedesca Daza, si prevede di sollevare palloncini con laser a infrarossi ad un'altezza di 15 km, con l'aiuto dei quali potranno produrre ozono dall'ossigeno biatomico.

Se questo esperimento avrà successo, in futuro si prevede di utilizzare l'esperienza della stazione orbitale russa Mir e di creare diverse piattaforme spaziali con fonti di energia e laser ad un'altitudine di 400 km. I raggi laser verranno diretti nella parte centrale dello strato di ozono e lo riempiranno costantemente. La fonte energetica può essere costituita dai pannelli solari. Gli astronauti su queste piattaforme saranno tenuti solo a effettuare ispezioni e riparazioni periodiche.

Conclusione

Il potenziale di impatto umano sulla natura è in costante crescita e ha già raggiunto un livello in cui è possibile causare danni irreparabili alla biosfera. Non è la prima volta che una sostanza considerata a lungo del tutto innocua si rivela estremamente pericolosa. Vent’anni fa quasi nessuno avrebbe potuto immaginare che una normale bomboletta spray potesse rappresentare una seria minaccia per l’intero pianeta. Sfortunatamente, non è sempre possibile prevedere in tempo come questo o quel composto influenzerà la biosfera. Tuttavia, nel caso dei CFC esisteva una tale possibilità: tutte le reazioni chimiche che descrivono il processo di distruzione dell'ozono da parte dei CFC sono estremamente semplici e note da molto tempo. Ma anche dopo la formulazione del problema dei CFC nel 1974, l’unico paese che ha adottato misure per ridurre la produzione di CFC sono stati gli Stati Uniti, e queste misure si sono rivelate del tutto insufficienti. È stata necessaria una dimostrazione sufficientemente forte dei pericoli dei CFC perché si potesse intraprendere un’azione seria su scala globale. Va notato che anche dopo la scoperta del buco dell'ozono la ratifica della Convenzione di Montreal era in pericolo. Forse il problema dei CFC ci insegnerà a trattare con maggiore attenzione e cautela tutte le sostanze che entrano nella biosfera a seguito delle attività umane.

Il problema del cambiamento climatico storico e moderno si è rivelato molto complesso e non trova soluzione negli schemi del determinismo a fattore singolo. Insieme all’aumento della concentrazione di anidride carbonica, giocano un ruolo importante anche i cambiamenti nell’ozonosfera legati all’evoluzione del campo geomagnetico. Lo sviluppo e la sperimentazione di nuove ipotesi sono una condizione necessaria per comprendere i modelli della circolazione atmosferica generale e altri processi geofisici che influenzano la biosfera.

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L'ozono si trova nei gas di scarico emessi dalle industrie ed è una sostanza chimica pericolosa. È un elemento molto attivo e può causare la corrosione degli elementi strutturali di tutti i tipi di strutture. Tuttavia, nell'atmosfera, l'ozono si trasforma in un prezioso assistente, senza il quale la vita sulla Terra semplicemente non potrebbe esistere.

La stratosfera è quella che segue quella in cui viviamo. La sua parte superiore è ricoperta dall'ozono, il suo contenuto in questo strato è di 3 molecole per 10 milioni di altre molecole d'aria. Nonostante la concentrazione sia molto bassa, l'ozono svolge una funzione vitale: è in grado di bloccare il percorso dei raggi ultravioletti provenienti dallo spazio contemporaneamente alla luce solare. I raggi ultravioletti influenzano negativamente la struttura delle cellule viventi e possono causare lo sviluppo di malattie come la cataratta oculare, il cancro e altri disturbi gravi.

La protezione si basa sul seguente principio. Nel momento in cui le molecole di ossigeno si incontrano nel percorso dei raggi ultravioletti, avviene una reazione che le divide in 2 atomi di ossigeno. Gli atomi risultanti si combinano con molecole non divise, creando molecole di ozono costituite da 3 atomi di ossigeno. Quando incontrano le molecole di ozono, queste ultime le scompongono in tre atomi di ossigeno. Il momento in cui le molecole si dividono è accompagnato dal rilascio di calore e non raggiungono più la superficie terrestre.

Buchi dell'ozono

Il processo di conversione dell’ossigeno in ozono e viceversa è chiamato ciclo ossigeno-ozono. Il suo meccanismo è equilibrato, tuttavia il suo dinamismo cambia a seconda dell'intensità della radiazione solare, della stagione e in particolare dei disastri naturali. Gli scienziati hanno concluso che l'attività umana influisce negativamente sul suo spessore. La riduzione dello strato di ozono è stata documentata negli ultimi decenni in molti luoghi. In alcuni casi è scomparso completamente. Come ridurre l'impatto negativo di una persona su questo ciclo?

I buchi dell'ozono si verificano a causa del fatto che il processo di distruzione dello strato protettivo è molto più intenso della sua generazione. Ciò è spiegato dal fatto che nel corso della vita umana l'atmosfera è inquinata da vari composti che riducono lo strato di ozono. Questi sono, prima di tutto, cloro, bromo, fluoro, carbonio e idrogeno. Gli scienziati ritengono che i composti dei clorofluorocarburi rappresentino una grave minaccia per lo strato di ozono. Sono ampiamente utilizzati nella refrigerazione, nei solventi industriali, nei condizionatori d'aria e nelle bombolette aerosol.

Il cloro, raggiungendo lo strato di ozono, interagisce con esso. La reazione chimica produce anche una molecola di ossigeno. Quando l'ossido di cloro incontra un atomo di ossigeno libero, si verifica un'altra interazione, a seguito della quale viene rilasciato cloro e appare una molecola di ossigeno. Successivamente la catena si ripete, perché il cloro non riesce a lasciare l'atmosfera né a cadere a terra. I buchi dell'ozono sono una conseguenza del fatto che la concentrazione di questo elemento diminuisce a causa della sua decomposizione accelerata quando nel suo strato compaiono componenti estranei.

Posizioni

I buchi dell’ozono più grandi sono stati scoperti sopra l’Antartide. Le loro dimensioni corrispondono praticamente all'area del continente stesso. Questa zona è praticamente disabitata, ma gli scienziati temono che la breccia possa estendersi ad altre aree densamente popolate del pianeta. Questo è irto della morte della Terra.

Per evitare una diminuzione dello strato di ozono è necessario innanzitutto ridurre la quantità di sostanze distruttive emesse nell'atmosfera. Nel 1987 è stato firmato il Trattato di Montreal in 180 paesi, che prevede una graduale riduzione delle emissioni di sostanze contenenti cloro. Ora il buco dell’ozono sta diminuendo e gli scienziati sperano che la situazione venga completamente corretta entro il 2050.

BUCO DELL'OZONO - una lacuna nell'ozonosfera (con un diametro di oltre 1000 km), che è apparsa sull'Antartide e si sta spostando verso le aree popolate dell'Australia. Molte persone non capiscono perché si forma il buco dell’ozono in Antartide mentre le principali emissioni di CFC si verificano nell’emisfero settentrionale. Un buco dell'ozono con un diametro di oltre 1000 km fu scoperto per la prima volta nel 1985 nell'emisfero australe sopra l'Antartide da un gruppo di scienziati britannici guidati da George Farman.

Un buco nell'ozono è una diminuzione locale della concentrazione di ozono nello strato di ozono terrestre. Un altro buco si stava formando sopra l’emisfero settentrionale nell’Artico, ma di dimensioni più piccole. In questa fase dello sviluppo umano, gli scienziati di tutto il mondo hanno dimostrato che esiste un numero enorme di buchi dell'ozono sulla Terra. Ma il più pericoloso e il più grande si trova sopra l'Antartide.

Come appaiono i buchi dell'ozono? Come ripararli?

Rowland e Molina suggerirono che gli atomi di cloro potrebbero causare la distruzione di grandi quantità di ozono nella stratosfera. Talvolta si sostiene che, poiché le molecole di freon sono molto più pesanti dell'azoto e dell'ossigeno, non possono raggiungere la stratosfera in quantità significative. Pertanto, anche gas pesanti come gas inerti o freon sono distribuiti uniformemente nell'atmosfera, raggiungendo anche la stratosfera.

A causa della loro bassa reattività, non vengono praticamente consumati negli strati inferiori dell'atmosfera e hanno una durata di vita di diversi anni o addirittura decenni. In questo momento, la regione polare non è illuminata dal Sole e lì non si forma ozono.

Gli scopritori dello strato di ozono furono i fisici francesi Charles Fabry e Henri Buisson. Nel 1912 furono in grado di utilizzare misurazioni spettroscopiche della radiazione ultravioletta per dimostrare l'esistenza dell'ozono negli strati dell'atmosfera distanti dalla Terra. La Convenzione di Vienna per la protezione dello strato di ozono è stata adottata nel 1985 e il Protocollo di Montreal nel 1987. Alcuni di essi sono in grado di raggiungere la superficie terrestre e di diffondersi nell'atmosfera attraverso le fessure.

L'anno 1992 è stato segnato per gli scienziati dal fatto che un altro buco dell'ozono, con un diametro molto più piccolo, si era formato nell'emisfero settentrionale in Antartide. E nel 2008, il diametro del primo fenomeno dell'ozono scoperto in Antartide ha raggiunto la sua dimensione record massima: 27 milioni di chilometri quadrati. Poiché lo strato di ozono è progettato per proteggere la superficie del nostro pianeta dall'eccesso di radiazione solare ultravioletta, i buchi dell'ozono possono essere considerati un fenomeno davvero pericoloso per gli organismi viventi.

Nell'atmosfera c'è uno strato di ozono a 20-50 chilometri sopra la superficie terrestre. L’ozono è una forma speciale di ossigeno. Lo strato di ozono dell'atmosfera è molto sottile. Se tutto l’ozono atmosferico disponibile ricoprisse uniformemente un’area di 45 chilometri quadrati, il risultato sarebbe uno strato spesso 0,3 centimetri.

Cos’è lo strato di ozono e perché la sua distruzione è dannosa?

Nel 1978, sulla base dei dati sull'effetto dei freon sullo strato di ozono dell'atmosfera, il governo degli Stati Uniti d'America (USA) ha vietato la produzione e la vendita di aerosol contenenti freon. È vero, i produttori di aerosol, e insieme a loro molti scienziati, considerano poco convincente la teoria della distruzione dello strato di ozono. Nel 1985, gli scienziati britannici fecero una scoperta sorprendente. Hanno scoperto un enorme “buco” nello strato di ozono sopra l’Antartide. Questo buco, grande quanto gli Stati Uniti, appare ogni primavera.

L'area del cosiddetto buco dell'ozono che si forma ogni anno nella stratosfera sopra l'Antartide è 1,7 volte più grande dell'area del continente stesso, ha riferito l'Amministrazione meteorologica nazionale del Giappone. Il buco dell'ozono è causato dalla riduzione dello strato di ozono da parte di gas come il freon e si forma ogni anno tra agosto e dicembre.

Buchi dell'ozono: cause e conseguenze

Appariva ogni anno in agosto e cessava di esistere a dicembre-gennaio. Pertanto, il fluoro non partecipa alle reazioni di decomposizione dell'ozono. Lo iodio inoltre non distrugge l'ozono stratosferico, poiché le sostanze organiche contenenti iodio vengono quasi completamente consumate nella troposfera.

Gli alocarburi sono presenti anche nei gas provenienti dalle sorgenti idrotermali. Pertanto, le particelle solide entrate nella stratosfera nel 1991 durante l'eruzione del Monte Pinatubo nelle Isole Filippine contribuiscono ancora alla formazione dei buchi dell'ozono. Il buco dell'ozono rappresenta un pericolo per gli organismi viventi perché lo strato di ozono protegge la superficie terrestre da dosi eccessive di radiazioni ultraviolette provenienti dal sole.

La storia della scoperta dei buchi dell'ozono nell'atmosfera

Il “buco” dell’ozono (diminuzione della concentrazione di ozono nell’atmosfera) esiste costantemente sopra l’Antartide; aumenta in inverno e raggiunge il massimo in primavera. E non può esserci un “ripristino completo dello strato di ozono”. Va notato che l'ozono è un gas instabile, le sue molecole si disintegrano abbastanza rapidamente. Il buco dell'ozono antartico è monitorato continuamente dal 1987; È stato stabilito che le sue dimensioni sono approssimativamente stabili: da 21 a 30 milioni di kmq.

Lo strato di ozono si trova nella stratosfera ad un'altitudine di circa 25 chilometri dalla superficie terrestre. E ancora, la colpa della comparsa dei buchi dell'ozono è delle persone. No, ovviamente non hanno letteralmente distrutto lo strato di ozono.

A causa della mancanza di radiazione solare, durante le notti polari non si forma ozono. Questa affermazione è vera per le medie e alte latitudini. Per il resto, il ciclo del cloro è responsabile solo del 15-25% della perdita di ozono nella stratosfera. DuPont, dopo aver pubblicato i dati sulla partecipazione dei freon alla distruzione dell'ozono stratosferico, ha accolto con ostilità questa teoria e ha speso milioni di dollari in una campagna stampa per proteggere i freon.

Le misurazioni sperimentali delle loro concentrazioni nell'atmosfera lo confermano, vedi, ad esempio, a destra, il grafico della distribuzione del freon CFC-11 per altezza. Ma non è vero. Sia il kripton, con massa atomica 84, che l'elio, con massa atomica 4, hanno la stessa concentrazione relativa, sia in prossimità della superficie che fino a 100 km di altitudine.

Apparendo ogni anno nel mese di agosto, questo buco dell'ozono è scomparso tra dicembre e gennaio. A differenza, ad esempio, degli idrofluorofreoni, che si decompongono in atomi di fluoro, che a loro volta reagiscono rapidamente con l'acqua per formare acido fluoridrico stabile. Il fatto è che i freon sono ben miscelati nella troposfera e nella stratosfera. Nel luogo di tale interazione, lo strato di ozono viene distrutto e scompare. Il buco dell'ozono fu scoperto per la prima volta nel 1985 da un gruppo di scienziati britannici guidati da Joe Farman.