ოზონოსფერო არის ჩვენი პლანეტის ატმოსფეროს ფენა, რომელიც ბლოკავს ულტრაიისფერი სპექტრის უმძიმეს ნაწილს. მზის ზოგიერთი სახეობა საზიანო გავლენას ახდენს ცოცხალ ორგანიზმებზე. პერიოდულად ოზონოსფერო თხელდება, მასში ჩნდება სხვადასხვა ზომის ხარვეზები. საშიში სხივები თავისუფლად შეიძლება შეაღწიონ დედამიწის ზედაპირზე გაჩენილ ხვრელებს. სად მდებარეობს ოზონის შრე? რა შეიძლება გაკეთდეს მის გადასარჩენად? შემოთავაზებული სტატია ეძღვნება დედამიწის გეოგრაფიისა და ეკოლოგიის ამ პრობლემების განხილვას.
რა არის ოზონი?
დედამიწაზე ჟანგბადი არსებობს ორი მარტივი აირისებრი ნაერთების სახით, არის წყლის ნაწილი და ძალიან დიდი რაოდენობით სხვა გავრცელებული არაორგანული და ორგანული ნივთიერებები (სილიკატები, კარბონატები, სულფატები, ცილები, ნახშირწყლები, ცხიმები). ელემენტის ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი ალოტროპული მოდიფიკაცია არის მარტივი ნივთიერება ჟანგბადი, მისი ფორმულა არის O2. ატომების მეორე მოდიფიკაცია არის O (ოზონი). ამ ნივთიერების ფორმულა არის O3. ტრიატომური მოლეკულები წარმოიქმნება ენერგიის გადაჭარბებისას, მაგალითად, ბუნებაში ელვისებური გამონადენის შედეგად. შემდეგ ჩვენ გავარკვევთ, რა არის დედამიწის ოზონის შრე, რატომ იცვლება მისი სისქე მუდმივად.
ოზონი ნორმალურ პირობებში არის ლურჯი გაზი მკვეთრი, სპეციფიკური არომატით. ნივთიერების მოლეკულური წონაა 48 (შედარებისთვის - Mr(ჰაერი)=29). ოზონის სუნი ჭექა-ქუხილს მოგვაგონებს, რადგან ამ ბუნებრივი ფენომენის შემდეგ, ჰაერში მეტი O3 მოლეკულაა. კონცენტრაცია იზრდება არა მხოლოდ იქ, სადაც ოზონის შრე მდებარეობს, არამედ დედამიწის ზედაპირთან ახლოს. ეს ქიმიურად აქტიური ნივთიერება ტოქსიკურია ცოცხალი ორგანიზმებისთვის, მაგრამ სწრაფად იშლება (იშლება). ლაბორატორიასა და მრეწველობაში შეიქმნა სპეციალური მოწყობილობები - ოზონიზატორები - ელექტრული გამონადენის ჰაერში ან ჟანგბადში გასატარებლად.
რა არის ოზონის შრე?
O3 მოლეკულებს აქვთ მაღალი ქიმიური და ბიოლოგიური აქტივობა. მესამე ატომის მიმაგრებას დიატომურ ჟანგბადთან თან ახლავს ენერგიის რეზერვის ზრდა და ნაერთის არასტაბილურობა. ოზონი ადვილად იშლება მოლეკულურ ჟანგბადად და აქტიურ ნაწილაკად, რომელიც ენერგიულად ჟანგავს სხვა ნივთიერებებს და კლავს მიკროორგანიზმებს. მაგრამ უფრო ხშირად, სუნიან ნაერთთან დაკავშირებული კითხვები ეხება მის დაგროვებას დედამიწის ზემოთ ატმოსფეროში. რა არის ოზონის შრე და რატომ არის მისი განადგურება საზიანო?
ჩვენი პლანეტის ზედაპირთან ყოველთვის არის გარკვეული რაოდენობის O3 მოლეკულები, მაგრამ ნაერთის კონცენტრაცია იზრდება სიმაღლესთან ერთად. ამ ნივთიერების წარმოქმნა ხდება სტრატოსფეროში მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების გამო, რომელიც ატარებს ენერგიის დიდ მარაგს.
ოზონისფერო
არისკოსმოსის რეგიონი დედამიწის ზემოთ, სადაც გაცილებით მეტი ოზონია, ვიდრე ზედაპირზე. მაგრამ ზოგადად, გარსი, რომელიც შედგება O3 მოლეკულებისგან, არის თხელი და უწყვეტი. სად მდებარეობს დედამიწის ოზონის ფენა ან ჩვენი პლანეტის ოზონოსფერო? ამ ეკრანის სისქის ცვალებადობამ არაერთხელ დააბნია მკვლევარები.
ოზონის გარკვეული რაოდენობა ყოველთვის არის დედამიწის ატმოსფეროში, მისი კონცენტრაციის მნიშვნელოვანი რყევებია სიმაღლესთან და წლების განმავლობაში. ჩვენ განვიხილავთ ამ პრობლემებს მას შემდეგ, რაც გავარკვევთ მოლეკულების დამცავი ეკრანის ზუსტ მდებარეობას O3.
სად არის დედამიწის ოზონის შრე?
ოზონის მოლეკულების შემცველობის შესამჩნევი მატება იწყება 10 კმ მანძილზე და გრძელდება დედამიწიდან 50 კმ-მდე. მაგრამ ტროპოსფეროში არსებული მატერიის რაოდენობა ჯერ არ არის ეკრანი. დედამიწის ზედაპირიდან მოშორებისას ოზონის სიმკვრივე იზრდება. მაქსიმალური მნიშვნელობები მოდის სტრატოსფეროზე, მის რეგიონზე 20-დან 25 კმ-მდე სიმაღლეზე. აქ 10-ჯერ მეტი O3 მოლეკულაა, ვიდრე დედამიწის ზედაპირზე.
მაგრამ რატომ არის ოზონის შრის სისქე, მთლიანობა შეშფოთებული მეცნიერებისა და ჩვეულებრივი ადამიანებისთვის? გასულ საუკუნეში დამცავი ეკრანის მდგომარეობაზე ბუმი იფეთქა. მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ ანტარქტიდის თავზე ატმოსფეროს ოზონის შრე უფრო თხელი გახდა. დადგინდა ფენომენის ძირითადი მიზეზი - O3 მოლეკულების დისოციაცია. განადგურება ხდება მთელი რიგი ფაქტორების ერთობლივი ეფექტის შედეგად, მათ შორის წამყვანია ანთროპოგენური, რომელიც დაკავშირებულია კაცობრიობის საქმიანობასთან.
ოზონის ხვრელები
ბოლო 30-40 წლის განმავლობაში მეცნიერებმა აღნიშნეს დედამიწის ზედაპირის ზემოთ დამცავ ეკრანზე ხარვეზების გამოჩენა. სამეცნიერო საზოგადოება შეაშფოთა ცნობებმა, რომ ოზონის შრე, დედამიწის ფარი, სწრაფად იშლება. 1980-იანი წლების შუა პერიოდში ყველა მედია ბეჭდავდა ცნობებს ანტარქტიდის თავზე "ხვრელის" შესახებ. მკვლევარებმა შენიშნეს, რომ ოზონის შრეში ეს უფსკრული გაზაფხულზე იზრდება. დაზიანების ზრდის ძირითად მიზეზად ხელოვნური და სინთეზური ნივთიერებები - ქლოროფტორკარბონები დასახელდა. ამ ნაერთების ყველაზე გავრცელებული ჯგუფებია ფრეონები ან მაცივრები. ცნობილია ამ ჯგუფის 40-ზე მეტი ნივთიერება. ისინი მრავალი წყაროდან მოდის, რადგან აპლიკაციები მოიცავს კვების, ქიმიურ, პარფიუმერულ და სხვა ინდუსტრიებს.
ფრეონების შემადგენლობაში, ნახშირბადისა და წყალბადის გარდა, შედის ჰალოგენები: ფტორი, ქლორი, ზოგჯერ ბრომი. ასეთი ნივთიერებების დიდი რაოდენობა გამოიყენება როგორც მაცივრები მაცივრებში და კონდიციონერებში. თავად ფრეონები სტაბილურია, მაგრამ მაღალ ტემპერატურაზე და აქტიური ქიმიური აგენტების თანდასწრებით, ისინი შედიან ჟანგვის რეაქციებში. რეაქციის პროდუქტები შეიძლება შეიცავდეს ნაერთებს, რომლებიც ტოქსიკურია ცოცხალი ორგანიზმებისთვის.
ფრეონები და ოზონის ეკრანი
ქლორფტორნახშირბადები ურთიერთქმედებენ O3 მოლეკულებთან და ანადგურებენ დამცავ ფენას დედამიწის ზედაპირის ზემოთ. თავდაპირველად, ოზონოსფეროს გათხელება აღიქმებოდა, როგორც მისი სისქის ბუნებრივი რყევა, რაც მუდმივად ხდება. მაგრამ დროთა განმავლობაში ანტარქტიდაზე არსებული „ხვრელის“მსგავსი ხვრელები შენიშნესმთელ ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში. ასეთი ხარვეზების რიცხვი გაიზარდა პირველი დაკვირვების შემდეგ, მაგრამ ისინი ზომით უფრო მცირეა, ვიდრე ყინულოვან კონტინენტზე.
თავდაპირველად, მეცნიერებს ეჭვი ეპარებოდათ, რომ სწორედ CFC-ები იწვევდნენ ოზონის განადგურების პროცესს. ეს არის ნივთიერებები დიდი მოლეკულური წონის მქონე. როგორ მიაღწიონ მათ სტრატოსფერომდე, სადაც ოზონის შრეა, თუ ის გაცილებით მძიმეა ვიდრე ჟანგბადი, აზოტი და ნახშირორჟანგი? ჭექა-ქუხილის დროს ატმოსფეროში აღმავალი დინების დაკვირვებამ, ისევე როგორც ექსპერიმენტებმა, დაამტკიცა ჰაერით სხვადასხვა ნაწილაკების შეღწევის შესაძლებლობა დედამიწიდან 10-20 კმ სიმაღლეზე, სადაც მდებარეობს ტროპოსფეროსა და სტრატოსფეროს საზღვარი.
ოზონის დამღუპველის მრავალფეროვნება
ოზონის ფარი ასევე იღებს აზოტის ოქსიდებს, რომლებიც წარმოიქმნება საწვავის წვის შედეგად ზებგერითი თვითმფრინავების და სხვადასხვა ტიპის კოსმოსური ხომალდების ძრავებში. შეავსეთ იმ ნივთიერებების სია, საიდანაც განადგურებულია ატმოსფერო, ოზონის შრე და ხმელეთის ვულკანებიდან გამონაბოლქვი. ზოგჯერ გაზებისა და მტვრის ნაკადები 10-15 კილომეტრს აღწევს და ასობით ათას კილომეტრზე ვრცელდება.
სმოგი დიდ ინდუსტრიულ ცენტრებსა და მეგაპოლისებზე ასევე ხელს უწყობს O3 მოლეკულების დისოციაციას ატმოსფეროში. ოზონის ხვრელების ზომის გაზრდის მიზეზად ასევე ითვლება ატმოსფეროში, სადაც ოზონის შრე მდებარეობს, ე.წ სათბურის გაზების კონცენტრაციის ზრდად. ამრიგად, კლიმატის ცვლილების გლობალური ეკოლოგიური პრობლემა პირდაპირ კავშირშია ოზონის დაშლის საკითხებთან. ფაქტია, რომ სათბურის გაზები შეიცავსნივთიერებები, რომლებიც რეაგირებენ O3 მოლეკულებთან. ოზონი იშლება, ჟანგბადის ატომი იწვევს სხვა ელემენტების დაჟანგვას.
ოზონის ფარის დაკარგვის საფრთხე
იყო თუ არა ხარვეზები ოზონოსფეროში კოსმოსური ფრენების, ფრეონების და ატმოსფეროს სხვა დამაბინძურებლების გამოჩენამდე? ზემოაღნიშნული კითხვები სადავოა, მაგრამ ერთი დასკვნა თავისთავად გვთავაზობს: ატმოსფეროს ოზონის შრე უნდა იყოს შესწავლილი და დაცული განადგურებისგან. ჩვენი პლანეტა მოლეკულების ეკრანის გარეშე O3 კარგავს დაცვას გარკვეული სიგრძის მყარი კოსმოსური სხივებისგან, რომელიც შეიწოვება აქტიური ნივთიერების შრის მიერ. თუ ოზონის ფარი თხელია ან არ არსებობს, მაშინ დედამიწაზე ძირითადი სასიცოცხლო პროცესები საფრთხეშია. გადაჭარბებული ულტრაიისფერი გამოსხივება ზრდის ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებში მუტაციების რისკს.
ოზონის შრის დაცვა
დაცვითი ეკრანის სისქის შესახებ მონაცემების ნაკლებობა გასულ საუკუნეებსა და ათასწლეულებში ართულებს პროგნოზებს. რა მოხდება, თუ ოზონოსფერო მთლიანად დაიშლება? რამდენიმე ათეული წლის განმავლობაში, ექიმები აღნიშნეს კანის კიბოთი დაავადებულთა რაოდენობის ზრდა. ეს არის ერთ-ერთი დაავადება, რომელიც გამოწვეულია გადაჭარბებული ულტრაიისფერი გამოსხივებით.
1987 წელს რამდენიმე ქვეყანა შეუერთდა მონრეალის პროტოკოლს, რომელიც ითვალისწინებდა ქლორფტორნახშირბადის წარმოების შემცირებას და სრულ აკრძალვას. ეს იყო მხოლოდ ერთ-ერთი ღონისძიება, რომელიც ხელს შეუწყობს ოზონის შრის - დედამიწის ულტრაიისფერი ფარის შენარჩუნებას. მაგრამ ფრეონები კვლავ წარმოებულია ინდუსტრიის მიერ და შემოდის ატმოსფეროში. თუმცა, მონრეალთან შესაბამისობაპროტოკოლმა გამოიწვია ოზონის ხვრელების შემცირება.
რა შეუძლია გააკეთოს ყველას ოზონოსფეროს გადასარჩენად?
მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ დამცავი ეკრანის სრულ აღდგენას კიდევ რამდენიმე ათეული წელი დასჭირდება. ეს იმ შემთხვევაში, თუ მისი ინტენსიური განადგურება შეჩერდება, რაც ბევრ ეჭვს ბადებს. სათბურის გაზები აგრძელებს ატმოსფეროში შეღწევას, რაკეტები და სხვა კოსმოსური ხომალდები გაშვებულია და სხვადასხვა ქვეყანაში თვითმფრინავების ფლოტი იზრდება. ეს ნიშნავს, რომ მეცნიერებს ჯერ კიდევ არ აქვთ შემუშავებული ეფექტური გზები ოზონის ფარის განადგურებისგან დასაცავად.
ყოველდღიურ დონეზე, ყველას შეუძლია წვლილი შეიტანოს. ოზონი ნაკლებად დაიშლება, თუ ჰაერი უფრო სუფთა გახდება, ნაკლები მტვერი, ჭვარტლი და მანქანების ტოქსიკური გამონაბოლქვი იქნება. თხელი ოზონოსფეროს დასაცავად აუცილებელია ნარჩენების წვის შეჩერება, ყველგან მათი უსაფრთხო განლაგების დამყარება. ტრანსპორტი უნდა გადავიდეს ეკოლოგიურად სუფთა საწვავზე და ყველგან დაზოგოს სხვადასხვა ტიპის ენერგორესურსები.
