عاليا فوق رؤوسنا ، في الستراتوسفير ، على ارتفاع 19-48 كم ، الكوكب محاط بالأوزون. إنه نوع من الأكسجين. إذا كان جزيء الأكسجين في الهواء يتكون من ذرتين من الأكسجين متصلتين ببعضهما - O2 ، فإن الجزيء ، الذي يحتوي على ثلاث ذرات ، يشار إليه بصيغة الأوزون - O3. تم إنشاؤه بواسطة ضوء الشمس. عندما تمر الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس عبر الغلاف الجوي ، فإنها تدمر جزيئات الأكسجين ثنائي الذرة العادية. كل ذرة محررة تنضم إلى O2 المجاور. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها الصيغة الكيميائية للأوزون - O3.
ما هو الأوزون؟
اكتشف الفيزيائيان الفرنسيان فابري وبويسون هذا الغاز لأول مرة. في عام 1913 ، قرروا أن أشعة الشمس التي يبلغ طولها الموجي 200 إلى 300 نانومتر يمتصها الغلاف الجوي للأرض. مصطلح "الأوزون" في اليونانية يعني "عبق" ، "عبق". يعلم الجميع الرائحة المميزة لهذا الغاز التي تحدث بعد عاصفة رعدية. يوجد الأكسجين في الغلاف الجوي بثلاثة أشكال متآصلة: O2 - جزيئي ، O - ذري و O3 - صيغة الأوزون ، والتي يتم الحصول عليها من خلال الجمع الكيميائي الأول والثاني.
خصائص الغاز
طبقة الأوزون كافيةنحيف وغير مرئي تقريبًا. إذا تم دمج كل جزيئات هذا الغاز ، التي تشغل 29 كم من الفضاء ، في كرة صلبة واحدة ، فإن سمكها لن يستغرق سوى ثلث سنتيمتر. يوجد بعض الأوزون في الهواء فوق سطح الأرض. عندما ينطلق عادم السيارة أو الضباب الدخاني في الهواء ، يتفاعل ضوء الشمس مع المواد الكيميائية الموجودة في الانبعاثات لتكوين الأوزون. يتم الشعور به بشكل خاص في يوم حار ، في الهواء المليء بالضباب الدخاني ، لأنه يصل إلى مستوى يهدد الصحة. صيغة مادة الأوزون غير مستقرة ماديًا ، وبتركيز يزيد عن 9٪ في الهواء ، ينفجر الغاز ، لذا لا يمكن تخزينه إلا في درجات حرارة منخفضة. عندما يبرد إلى -111.90C يتحول الغاز إلى سائل.
الأوزون الزائد
لا يمكن للإنسان أن يعيش في أكسجين نقي ، وكمية صغيرة من الأوزون في الغلاف الجوي مفيدة له ، لكن تركيزه المفرط يمكن أن يكون مميتًا. لا تحتاج إلى استنشاقه لأن هذا النوع من الأكسجين يمكن أن يتلف رئتيك. قد يشتكي الرياضيون الذين يستنشقون كميات كبيرة من الهواء المحمل بالأوزون من الثقل والألم عند الاستنشاق. الأشجار والنباتات التي تنمو على طول الطريق السريع ، حيث الهواء مشبع بغازات العادم ، تعاني أيضًا من زيادة الأوزون. هذه الخاصية المميزة لهذا الغاز فوق سطح الأرض. يشارك محتواه الطبيعي (جزء منه في عشرات الملايين من أجزاء الهواء الأخرى) في عمليات الأكسدة التي تحدث على المستوى الخلوي في جسم الإنسان. في صيغة الأوزون ، تعمل ذرة أكسجين واحدة فقط كعامل مؤكسد ، واثنتانالبقية تفرز كأكسجين حر
خصائص مفيدة
عند استخدام الهواء الداخلي النقي تمامًا ، لاحظ الباحثون زيادة في عدد الأمراض لدى الأشخاص فيها. اتضح أن السبب بسيط - أدى نقص الأوزون في الهواء النقي إلى اضطرابات في الجسم. الجرعات الصغيرة المنتظمة من الغاز مفيدة أيضًا للوقاية من الأمراض.
ما هو تأثير الغاز؟ بالنظر إلى نتائج التجارب ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن الأوزون يؤدي إلى تدمير جميع الفيروسات والبكتيريا والبروتوزوا التي تحدث بشكل طبيعي ، وكذلك العفن والخميرة. في غضون دقائق قليلة ، جزء صغير (صيغة الأوزون O3) في لتر من الهواء يحيد جميع المواد الخطرة على الإنسان. بعد كل شيء ، الأوزون هو عملية طبيعية مشتركة في الجسم. حتى في الغرفة ، يعمل الأوزون على إنعاش الهواء ، ويزيل عمليا خطر الإصابة بالأمراض المنقولة بالهواء ، ويحيد الدخان والغبار والمواد المسببة للحساسية ، ومركبات المعادن الثقيلة ومكونات الهواء الأخرى الضارة بالإنسان. تتحلل هذه المركبات إلى ماء وأكسجين وثاني أكسيد الكربون وتفقد سميتها وتزيل الروائح الكريهة. بالنظر إلى صيغة الأوزون في الكيمياء ، يتم استخدام قوته المؤكسدة العالية بشكل متزايد لتطهير الهواء ومياه الشرب.
طبقة فوق سطح الأرض على بعد 20 كيلومترًا تحمي صحتنا بالفعل عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية. يعمل كمرشح يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة.بدون طبقة واقية ، ستكون الحياة على هذا الكوكب مستحيلة. لقد ثبت أن الحياة النباتية والحيوانية ظهرت على الأرض فقط عندما تشكل درع قوي يحميها من الإشعاع الشمسي. تساعد الأشعة فوق البنفسجية البشرة في الحصول على سمرة جميلة ، لكنها في الوقت نفسه السبب الرئيسي لحروق الشمس وسرطان الجلد.
ثقب الأوزون
في السبعينيات ، اكتشف العلماء الذين درسوا طبقة الأوزون فوق الكوكب أن المواد الكيميائية المستخدمة في الثلاجات ومكيفات الهواء والهباء الجوي يمكن أن تدمر الأوزون. يتم إطلاق الغازات في الهواء كلما تم إصلاح هذه الأجهزة أو عند رش مختلف الهباء الجوي. وفقًا للعلماء ، تصل الغازات الضارة في النهاية إلى جزيئات الأوزون. في الوقت نفسه ، يطلق الإشعاع الشمسي الكلور من هيدروكربونات الكلور والفلور ، مما يدمر الصيغة الهيكلية للأوزون ، ويحوله إلى أكسجين عادي. وبالتالي ، يتم تدمير الطبقة الواقية. بعد 15 عامًا أخرى ، اكتشف العلماء البريطانيون اكتشافًا مذهلاً: يوجد ثقب ضخم في طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية. تظهر هذه الفتحة كل ربيع وهي بحجم الولايات المتحدة تقريبًا. عندما يتغير اتجاه الرياح بسبب تغير الفصول ، تمتلئ الحفرة بجزيئات الأوزون. في هذه الحالة ، يملأ عدد معين من الجزيئات الحفرة ، بينما في الأجزاء الأخرى تصبح طبقة الغاز أرق.
ما الذي يهدد تقليص الطبقة الواقية؟
في شتاء عام 1992 ، أصبحت طبقة الأوزون فوق أوروبا وكندا أرق بنسبة 20٪. في المناطق التي توجد فيها هذه الطبقةكثيفة بشكل غير كاف وغير قادرة على تصفية الإشعاع القوي ، يزداد عدد حالات سرطان الجلد بشكل ملحوظ للغاية. فوق القارة القطبية الجنوبية نفسها ، سجل العلماء مستويات عالية للغاية من أول أكسيد الكلور ، والذي يتكون نتيجة تدمير الأوزون بالكلور. وقد قدر الباحثون أن فقدان 1٪ فقط من الطبقة الواقية يؤدي إلى زيادة كمية الأشعة فوق البنفسجية التي تصل الأرض بنسبة 2٪ ، وفي نفس الوقت يزيد عدد سرطانات الجلد بنسبة 3-6٪. تعمل الأشعة فوق البنفسجية أيضًا على تدمير مناعة الجسم ، مما يجعل الشخص أكثر عزلة ضد العدوى. يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تدمر خلايا جميع النباتات ، من الحبوب إلى الأشجار.
لأن طبقة الأوزون تحتفظ بالحرارة ، مع انخفاض طبقة الأوزون ، يبرد الهواء عند خط العرض هذا ، مما يغير الرياح والطقس في العالم. من الصعب التنبؤ بتأثير استنفاد الطبقة على المناخ في المستقبل ، ويتوقع العلماء جفاف المناطق الطبيعية وفقدان جزء من الغطاء النباتي وعدم كفاية الغذاء إذا لم يتم حل مشكلة تدمير هذا الغاز.. حتى مع توقف النشاط البشري ، الذي يترتب عليه انبعاثات غازات تدمر الطبقة الواقية ، فقد يستغرق الأمر 100 عام على الأقل حتى تعود إلى المستوى السابق.
