Mirela Regua Krzysztof Szczepaski Karol Nawrot Dziura ozonowa

Mirela Reguła, Krzysztof Szczepański, Karol Nawrot Dziura ozonowa

Historia Po raz pierwszy dziurę ozonową zaobserwowano w 1985 roku, nad Antarktydą. Doprowadziło to do uchwalenia Konwencji Wiedeńskiej o Ochronie Warstwy Ozonowej. Zakładała ona konieczność ograniczenia produkcji freonów, halonów i tlenków azotu, bezpośrednio odpowiedzialnych za zanikanie warstwy ozonowej. W 1982 roku dr Farman w czasie badań na Antarktydzie Zachodniej odkrył, że znaczna część pokrywy ozonowej nad biegunem zanikła. Przez następne lata dziura ozonowa nad biegunem powiększała się tak, że w październiku 1987 roku ilość ozonu była tam o 50% mniejsza niż przed jej odkryciem, w 1989 roku w wyższych warstwach zniknęło nawet ponad 95% ozonu. Według różnych badań stwierdzono, że za zanik ozonu odpowiedzialna jest rosnąca koncentracja freonów. W 1986 i 1987 przeprowadzono pomiary w Antarktydzie i zaproponowano mechanizm ubywania ozonu stratosferycznego związany z heterogeniczną reakcją, w której katalizującą rolę odgrywają polarne chmury stratosferyczne. Za te badania Susa Solomon otrzymała nagrodę Amerykańskiego Towarzystwa Meteorologicznego za podstawowy wkład w zrozumienie chemii atmosfery i wyjaśnienie tajemnicy powstawania dziury ozonowej.

Dziura ozonowa- wiadomości ogólne Zjawisko zmniejszonego stężenia ozonu (O 3) w stratosferze atmosfery ziemskiej, występujące głównie w obszarach podbiegunowych. Powstawanie dziury wiązane jest zazwyczaj z emisją freonów spowodowaną działalnością człowieka.

Powstawanie dziury ozonowej Dziura ozonowa powstaje wskutek niszczenia warstwy ozonowej przez związki chemiczne, zwane freonami. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego freony ulegają fotolizie, w wyniku czego uwalniane zostają atomy chloru. Chlor wchodzi w reakcje z ozonem, tworząc równie aktywny tlenek chloru (Cl. O) oraz zwykły tlen (O 2). Następnie reakcja dwóch cząsteczek tlenku chloru prowadzi do powstania cząsteczki dwutlenku chloru (Cl. O 2) oraz uwolnienia kolejnego atomu chloru, który rozbija następne cząsteczki ozonu. Oprócz tego dwutlenek chloru może ulegać rozpadowi na atom chloru oraz dwuatomową cząsteczkę tlenu. Ocenia się, ze roczne tempo spadku zawartości ozonu wynosi poniżej 0, 2% w okolicach równika oraz od 0, 4 do 0, 8% w umiarkowanych szerokościach geograficznych. Jednak największe (i wciąż zwiększające się) tempo spadku ozonu stratosferycznego obserwuje się w rejonie bieguna południowego w okresie wczesnojesiennym (przełom września i października).

Dlaczego nad Antarktydą? Powietrze zanieczyszczone freonami, halonami i innymi gazami, na skutek różnic ciśnień zostaje wprawione w ruch i jest przenoszone na pewne odległości. Wraz z wielkoskalowymi prądami powietrznymi w atmosferze ziemskiej (wiatrami stratosferycznymi) masy zanieczyszczonego powietrza są następnie roznoszone po całej kuli ziemskiej. Obecnie freony występują nad całą powierzchnią kuli ziemskiej, nawet w miejscach tak odległych od uprzemysłowionych terenów (Europa, USA), jak Antarktyda. W okresie, kiedy na półkuli północnej rozpoczyna się pora wiosenna, nad Antarktydą zaczyna się noc polarna. Tworzy się wtedy regularny, stabilny, trwający pół roku wir, w którym powietrze krąży wokół bieguna południowego. Masy powietrza antarktycznego są wtedy całkowicie odizolowane od dopływu powietrza równikowego, zawierającego zawsze wysokie stężenie ozonu stratosferycznego. Reakcje niszczenia ozonu przez freony przebiegają szybciej, niż reakcje powstawania ozonu, zatem jego koncentracja wyraźnie ulega zmniejszeniu.

Skutki niszczenia warstwy ozonowej: Ozonosfera pochłania bardzo szkodliwe dla wszystkich żywych organizmów promieniowanie ultrafioletowe (UV) o długości fali poniżej 390 nm. Niszczenie warstwy ozonowej prowadzi do zmniejszania się efektywności pochłaniania promieni UV. W wyniku tego organizmy są narażone na zwiększone promieniowanie ultrafioletowe. Nadmiar promieni UV może doprowadzić do zakłócenia równowagi całych ekosystemów. Promieniowanie ultrafioletowe przenika wodę do kilku metrów (w przypadku wód czystych nawet do kilkunastu metrów). Powoduje to zamieranie szczególnie wrażliwych organizmów roślinnych i zwierzęcych tworzących plankton. Konsekwencje tego są widoczne w następnych ogniwach łańcucha troficznego. Zmniejszy się więc występowanie ryb żywiących się planktonem oraz ryb drapieżnych. Promieniowanie ultrafioletowe wpływa również niekorzystnie na rośliny. Wśród roślin, które wykazują reakcje na promienie UV, ponad dwie trzecie gatunków jest na nie wrażliwe. Należy przy tym zaznaczyć, ze są to głównie gatunki roślin uprawnych i przemysłowych. Zwiększenie się natężenia promieniowania ultrafioletowego na Ziemi odbije się z pewnością w gospodarce człowieka. Zmniejszenie liczebności populacji ryb na skutek zaniku planktonu doprowadzi do znacznie mniejszych połowów na określonym terenie. Ucierpi wiec rybactwo i rybołówstwo. W wyniku niszczenia przez promienie UV chlorofilu roślin uprawnych (np. zbóż) zmniejszą się plony, a wiec ucierpi rolnictwo.

Skutki niszczenia warstwy ozonowej: Promieniowanie ultrafioletowe może jednak negatywnie wpływać bezpośrednio na ludzi. Poprzez wytwarzanie pigmentów w skórze, człowiek tylko w niewielkim stopniu jest zdolny do obrony. Nadmierne promieniowanie UV może osłabiać u ludzi system immunologiczny i tym samym zmniejszyć odporność na infekcje i choroby. Wśród chorób tych najgroźniejsze są z pewnością choroby nowotworowe, a szczególnie nowotwory skóry (np. czerniak). Ponadto promieniowanie ultrafioletowe powoduje podrażnienie spojówek, a przez to występowanie licznych chorób oczu, głównie zaćmy. Promienie UV powodują także przyspieszenie procesów starzenia się skóry.

Dziura ozonowa i kosmiczne katastrofy Symulacje astrofizyczne sugerują, że warstwa ozonowa mogłaby zostać zniszczona przez bliski Ziemi rozbłysk promieniowania gamma związany ze "śmiercią" gwiazdy. Źródło tego zjawiska nie jest do końca znane, ale szansa wystąpienia takiej katastrofy w ciągu najbliższego stulecia jest znikoma - przewiduje się, że "śmierć" Słońca nastąpi za około 4 mld lat. Skutkiem oddziaływania na atmosferę promieni gamma zgodnie z symulacjami w zamkniętym obecnie instytucie fizyki pod Genewą w Szwajcarii miałoby być wytworzenie ogromnych ilości tlenków azotu, które weszłyby w reakcję z ozonem doprowadzając do jego rozpadu. Dziura ozonowa ogarnęłaby całą planetę na wiele miesięcy. • Istnieje też hipoteza, według której wymieranie pod koniec permu spowodowała emisja gazów wulkanicznych. Weszły one w reakcję z ozonem powodując powstanie dziury ozonowej, co (wg tej hipotezy) było jedną z przyczyn zagłady wielu gatunków.

KONIEC