Dari oksigen di bawah pengaruh sinar ultraviolet. Atmosfer bumi memiliki lapisan ozon pada ketinggian sekitar 25 kilometer: lapisan gas ini mengelilingi planet kita dengan rapat, melindunginya dari radiasi ultraviolet konsentrasi tinggi. Jika bukan karena gas ini, radiasi yang kuat dapat membunuh semua kehidupan di Bumi.
Lapisan ozon cukup tipis, tidak dapat sepenuhnya melindungi planet ini dari penetrasi radiasi, yang memiliki efek merugikan pada negara dan menyebabkan penyakit. Tetapi untuk waktu yang lama itu sudah cukup untuk melindungi Bumi dari bahaya.
Pada 1980-an, ditemukan bahwa ada area di lapisan ozon yang kandungan gasnya sangat berkurang - yang disebut lubang ozon. Lubang pertama ditemukan di Antartika oleh para ilmuwan Inggris, mereka kagum pada skala fenomena - bagian dengan diameter lebih dari seribu kilometer hampir tidak memiliki lapisan pelindung dan menjadi sasaran radiasi ultraviolet yang lebih kuat.
Belakangan, lubang ozon lain ditemukan, berukuran lebih kecil, tetapi tidak kalah berbahaya.
Alasan terbentuknya lubang ozon
Mekanisme pembentukan lapisan ozon di atmosfer bumi cukup kompleks, dan berbagai alasan dapat menyebabkan pelanggarannya. Pada awalnya, para ilmuwan menawarkan banyak versi: baik pengaruh partikel yang terbentuk selama ledakan atom, dan dampak letusan gunung berapi El Chicon, bahkan pendapat tentang aktivitas alien diungkapkan.
Alasan penipisan lapisan ozon dapat berupa kurangnya radiasi matahari, pembentukan awan stratosfer, pusaran kutub, tetapi paling sering konsentrasi gas ini turun karena reaksinya dengan berbagai zat, yang dapat bersifat alami dan antropogenik. . Molekul dihancurkan di bawah pengaruh hidrogen, oksigen, klorin, senyawa organik. Sejauh ini, para ilmuwan tidak dapat secara tegas mengatakan apakah pembentukan lubang ozon terutama disebabkan oleh aktivitas manusia, atau apakah itu alami.
Telah terbukti bahwa freon yang dilepaskan selama pengoperasian banyak perangkat menyebabkan hilangnya ozon di lintang menengah dan tinggi, tetapi tidak mempengaruhi pembentukan lubang ozon kutub.
Sangat mungkin bahwa kombinasi dari banyak faktor, baik manusia dan faktor alam, menyebabkan pembentukan lubang ozon. Di satu sisi, aktivitas gunung berapi meningkat, di sisi lain, orang-orang mulai secara serius mempengaruhi alam - lapisan ozon tidak hanya dari pelepasan freon, tetapi juga dari tabrakan dengan satelit yang gagal. Karena penurunan jumlah gunung berapi yang meletus sejak akhir abad ke-20 dan pembatasan penggunaan freon, situasinya mulai sedikit membaik: para ilmuwan baru-baru ini mencatat sebuah lubang kecil di atas Antartika. Sebuah studi yang lebih rinci tentang penipisan ozon akan memungkinkan untuk mencegah munculnya daerah-daerah tersebut.
Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah mencatat dengan semakin waspada penipisan lapisan ozon di atmosfer, yang merupakan layar pelindung terhadap radiasi ultraviolet. Bahayanya terletak pada kenyataan bahwa radiasi ultraviolet merugikan organisme hidup.
Di bawah aksi radiasi ultraviolet, molekul oksigen terurai menjadi atom bebas, yang pada gilirannya dapat bergabung dengan molekul oksigen lain untuk membentuk ozon. Atom oksigen bebas juga dapat bereaksi dengan molekul ozon untuk membentuk dua molekul oksigen. Dengan demikian, keseimbangan didirikan dan dipertahankan antara oksigen dan ozon.
Namun, polusi jenis freon mengkatalisis (mempercepat) proses dekomposisi ozon, merusak keseimbangan antara itu dan oksigen ke arah pengurangan konsentrasi ozon.
Mengingat bahaya yang mengancam planet ini, komunitas internasional telah mengambil langkah pertama untuk memecahkan masalah ini. Sebuah perjanjian internasional ditandatangani, yang menurutnya produksi freon di dunia pada tahun 1999. Harus dikurangi sekitar 50%.
Ozon
Ozon (O3) adalah gas agresif dengan efek pengoksidasi yang kuat. Diterjemahkan dari bahasa Yunani, ozon berarti "berbau", karena memiliki bau yang tajam dan menyengat. Bau ini bisa dirasakan setelah badai petir.
Ozon terbentuk di atmosfer ketika sinar ultraviolet gelombang pendek berenergi tinggi dan pelepasan listrik bekerja pada oksigen. Energi tinggi membagi oksigen menjadi atom individu, yang mengikat dengan molekul oksigen untuk membentuk ozon.
Molekul ozon sangat tidak stabil dan mudah terurai, sehingga reaksi ini bersifat reversibel.
Peran ekologis ozon ada dua.
Dibentuk di dekat permukaan bumi sebagai komponen kabut fotokimia, ozon sangat berbahaya karena memiliki sifat pengoksidasi yang kuat dan mengiritasi selaput lendir mata dan saluran pernapasan. Di permukaan bumi, ozon terbentuk selama pelepasan petir dan sebagai akibat dari reaksi fotokimia antara nitrogen oksida dan hidrokarbon volatil yang dilepaskan dari gas buang mobil. Selain ozon, sebagai akibat dari reaksi ini, sejumlah zat agresif terbentuk. Mereka juga merupakan pengoksidasi kuat, memiliki efek iritasi, beberapa di antaranya bersifat karsinogenik. Kombinasi zat-zat ini disebut kabut fotokimia.
Dibentuk di stratosfer atas, ozon membentuk lapisan ozon, yang melindungi organisme bumi dari aksi sinar ultraviolet gelombang pendek. Hingga 98% energi sinar ultraviolet gelombang pendek Matahari dihabiskan untuk reaksi sintesis ozon, yang karenanya tidak mencapai permukaan bumi dan tidak memiliki efek merugikan pada tubuh. Untuk ini, lapisan ozon disebut "perisai pelindung" Bumi. Tanpa itu, kehidupan tidak akan ada di permukaan bumi.
Pembentukan lapisan ozon menjadi mungkin ketika konsentrasi oksigen di atmosfer mencapai 1% dari level saat ini. Munculnya lapisan ozon memungkinkan kehidupan mencapai daratan, padahal sebelumnya kehidupan hanya bisa ada di lautan.
Lapisan ozon (ozonosphere) meliputi seluruh dunia dan terletak pada ketinggian 10 sampai 50 km dengan konsentrasi ozon maksimum pada ketinggian 20-25 km. Kejenuhan atmosfer dengan ozon terus berubah di bagian mana pun di planet ini, mencapai maksimum pada musim semi di wilayah subkutub.
Lapisan ozon melakukan dua fungsi penting di atmosfer:
- Melindungi organisme dari efek berbahaya sinar ultraviolet yang menyebabkan kulit terbakar, kanker kulit, katarak (mengaburkan lensa mata), melemahnya sistem kekebalan tubuh;
- Ini membentuk stratosfer - lapisan atmosfer di mana suhu meningkat dengan ketinggian, yang membatasi proses pembentukan cuaca ke troposfer: lapisan atmosfer atas yang dipanaskan mencegah naiknya udara permukaan yang lebih dingin. Jika bukan karena lapisan ozon, maka suhu atmosfer secara bertahap akan menurun dengan ketinggian dan rezim suhu Bumi akan sangat berbeda.
Penipisan ozon
Pada pertengahan tahun 1960-an. para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa ada faktor-faktor yang merusak ozon di atmosfer. Faktor tersebut adalah radikal bebas dari uap air dan nitrogen oksida yang dilepaskan ke stratosfer dengan knalpot pesawat supersonik dan berasal dari lapisan bawah troposfer.
Pada tahun 1973, ahli kimia Amerika F. Rowland dan M. Molina menemukan bahwa ozon dihancurkan oleh klorofluorokarbon, yang dikenal sebagai freon. Untuk penemuan ini F. Rowland dan M. Molina pada tahun 1996. dianugerahi Hadiah Nobel.
Pada tahun 1984 sekelompok ilmuwan Amerika yang dipimpin oleh D. Farman menerbitkan data dari penelitian yang dilakukan di Antartika. Mereka menunjukkan bahwa selama musim semi tahun 1983 kandungan ozon di atas Antartika turun menjadi 40%. Menurut D. Farman, "langit di atas Antartika benar-benar kosong, dan itu mengerikan" (Roun Sh., 1993).
Penurunan konsentrasi ozon di Antartika disebut "lubang ozon". Saat ini, ukuran “lubang” hampir sama dengan luas daratan ini.
Penurunan tajam konsentrasi ozon di Antartika dijelaskan oleh beberapa alasan:
- Pembentukan ozon hanya mungkin dengan adanya sinar ultraviolet, itu tidak terjadi pada malam kutub;
- Suhu rendah berkontribusi pada pembentukan awan es stratosfer di atas Antartika, pada partikel yang mempercepat reaksi penghancuran ozon;
- Sirkulasi massa udara di Antartika memiliki beberapa ciri: di musim semi, arus pusaran naik terbentuk di atasnya, menyedot udara ke daerah ini dari troposfer dengan kandungan ozon rendah dan mencegah masuknya udara kaya ozon dari garis lintang tengah.
Alasan utama penurunan konsentrasi ozon di Antartika adalah pembentukan awan es stratosfer di atasnya, di mana proses penghancuran ozon oleh klorin diaktifkan.
Setelah penemuan "lubang ozon" di atas Antartika, penelitian ilmiah dilakukan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi ozon di atmosfer pada objek biologis. Ditemukan bahwa dengan penurunan konsentrasi ozon sebesar 1%, tingkat penetrasi sinar ultraviolet ke atmosfer meningkat 1,5 - 2%. Ini berkontribusi pada peningkatan kejadian kanker kulit, katarak, penurunan kekebalan organisme, dll.
Para ilmuwan menyimpulkan bahwa peningkatan dosis radiasi ultraviolet mengurangi kualitas benih, ketahanan tanaman terhadap kekeringan, penyakit, dan mengurangi produksi fitoplankton Antartika dan kelangsungan hidup benih ikan, yang dapat memiliki efek bencana pada perikanan global. Dengan penurunan kandungan ozon di atmosfer sebesar 25%, produksi fitoplankton dapat menurun hingga 35%.
Sejak itu, pengukuran telah mengkonfirmasi penipisan lapisan ozon yang meluas di hampir seluruh planet. Misalnya, di Rusia selama sepuluh tahun terakhir, konsentrasi lapisan ozon telah menurun 4-6% di musim dingin dan 3% di musim panas.
Saat ini, penipisan lapisan ozon diakui oleh semua orang sebagai ancaman serius bagi keamanan lingkungan global. Penurunan konsentrasi ozon melemahkan kemampuan atmosfer untuk melindungi semua kehidupan di Bumi dari radiasi ultraviolet yang brutal (radiasi UV). Organisme hidup sangat rentan terhadap radiasi ultraviolet, karena energi bahkan satu foton dari sinar ini sudah cukup untuk menghancurkan ikatan kimia di sebagian besar molekul organik. Bukan suatu kebetulan bahwa di daerah dengan kandungan ozon rendah, kulit terbakar banyak, peningkatan kanker kulit, dll. Selain penyakit kulit, adalah mungkin untuk mengembangkan penyakit mata (katarak, dll.), penekanan sistem kekebalan, dll.
Juga telah ditetapkan bahwa di bawah pengaruh radiasi ultraviolet yang kuat, tanaman secara bertahap kehilangan kemampuannya untuk fotosintesis, dan gangguan aktivitas vital plankton menyebabkan pemutusan rantai trofik biota ekosistem perairan, dll.
Ilmu pengetahuan belum sepenuhnya menetapkan apa saja proses utama yang melanggar lapisan ozon. Baik asal alami maupun antropogenik dari "lubang ozon" diasumsikan. Yang terakhir, menurut sebagian besar ilmuwan, lebih mungkin dan dikaitkan dengan peningkatan kandungan klorofluorokarbon (freon). Freon banyak digunakan dalam produksi industri dan dalam kehidupan sehari-hari (unit pendingin, pelarut, penyemprot, paket aerosol, dll.). Naik ke atmosfer, freon terurai dengan pelepasan klorin oksida, yang memiliki efek merugikan pada molekul ozon.
Menurut organisasi lingkungan internasional Greenpeace, pemasok utama klorofluorokarbon (freon) adalah AS - 30,85%, Jepang - 12,42%, Inggris Raya - 8,62% dan Rusia - 8,0%. Amerika Serikat telah melubangi "lubang" di lapisan ozon dengan luas 7 juta kilometer persegi, Jepang - 3 juta kilometer persegi, yang 7 kali lebih besar dari luas Jepang sendiri. Baru-baru ini, pabrik-pabrik telah dibangun di AS dan di sejumlah negara Barat untuk produksi jenis refrigeran baru (hidroklorofluorokarbon) dengan potensi penipisan ozon yang rendah.
Setelah menilai volume produksi klorofluorokarbon dan pelepasannya ke atmosfer, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa ini mengarah pada penghancuran lapisan ozon yang tak terhindarkan.
Pertemuan internasional telah diadakan dan sejumlah kesepakatan telah ditandatangani tentang masalah pengurangan emisi klorofluorokarbon ke atmosfer. Pada tahun 1989 Pada Konferensi Internasional di Helsinki, 81 negara mencapai kesepakatan untuk menghentikan produksi semua jenis klorofluorokarbon pada tahun 2000.
Menurut protokol Konferensi Montreal (1990), kemudian direvisi di London (1991) dan Kopenhagen (1992), direncanakan untuk mengurangi emisi CFC sebesar 50% pada tahun 1998. Menurut Seni. 56 Undang-Undang Federasi Rusia tentang Perlindungan Lingkungan, sesuai dengan perjanjian internasional, semua organisasi dan perusahaan diharuskan untuk mengurangi dan selanjutnya sepenuhnya menghentikan produksi dan penggunaan zat perusak ozon. Undang-undang mengatur serangkaian tindakan berikut untuk melindungi lapisan ozon:
- Organisasi pengamatan perubahan lapisan ozon di bawah pengaruh kegiatan ekonomi dan proses lainnya;
- Kepatuhan terhadap standar emisi maksimum yang diizinkan dari zat yang mempengaruhi keadaan lapisan ozon;
- Regulasi produksi dan penggunaan bahan kimia yang menipiskan lapisan ozon.
Pada tahun 1993, Komisi Antar Departemen didirikan di negara kita, yang bertugas untuk mengkoordinasikan kegiatan berbagai organisasi untuk memenuhi kewajiban internasional untuk melindungi lapisan ozon dan menghentikan produksi bahan perusak ozon pada tahun 2000. Ada juga pengembangan intensif dan penerapan langkah-langkah untuk secara drastis mengurangi emisi senyawa belerang, nitrogen oksida dan polutan udara paling berbahaya lainnya.
Bahkan jika protokol tersebut diterapkan oleh semua negara, masalah melindungi orang dari radiasi UV harus terus ditangani, karena banyak klorofluorokarbon dapat bertahan di atmosfer selama ratusan tahun.
Saat ini lapisan ozon mengalami penipisan dengan laju 0,5 - 0,7% per tahun.
Langkah-langkah untuk mengurangi penipisan ozon adalah:
- Larangan global penggunaan klorofluorokarbon di area yang dapat digantikan oleh zat lain;
- Pemanfaatan klorofluorokarbon dari lemari es dan AC bekas;
- Larangan total atas produksi klorofluorokarbon, galon, kloroform, dan karbon tetraklorida.
Namun, masalah penipisan ozon tidak terbatas pada efek merusak CFC dan halon. Seperti semua proses biosfer lainnya, konsentrasi ozon di atmosfer bergantung pada banyak faktor, hubungan antara semua mekanisme pembentukan dan penghancurannya. Secara khusus, konsentrasi ozon dipengaruhi oleh:
- Intensitas radiasi ultraviolet - tergantung pada aktivitas Matahari, yang memiliki siklus 11 tahun dan lebih lama;
- Kandungan oksigen di atmosfer tergantung pada produksi O2 oleh tanaman. Hal ini dikurangi dengan deforestasi manusia, pembajakan tanah, di mana proses dekomposisi bahan organik dipercepat, dan pembakaran bahan bakar fosil;
- Letusan gunung berapi - membawa ke atmosfer sejumlah besar debu yang menjebak sinar matahari, oksida nitrogen dan belerang;
- Polusi atmosfer oleh emisi industri (nitrogen oksida, debu, aerosol asam sulfat) - tetesan asam adalah pusat kondensasi uap air, dan oleh karena itu penyebab pembentukan awan.
Sejumlah ilmuwan terus bersikeras pada asal mula alami dari "lubang ozon". Mereka melihat alasan kemunculannya dalam variabilitas alami ozonosfer, aktivitas siklik Matahari, sementara yang lain mengaitkan proses ini dengan rifting dan degassing Bumi.
Pertama-tama, harus jelas bahwa lubang ozon, bertentangan dengan namanya, bukanlah lubang di atmosfer. Molekul ozon berbeda dari molekul oksigen biasa karena tidak terdiri dari dua, tetapi tiga atom oksigen yang terhubung satu sama lain. Di atmosfer, ozon terkonsentrasi di apa yang disebut lapisan ozon, pada ketinggian sekitar 30 km di dalam stratosfer. Di lapisan ini, penyerapan sinar ultraviolet yang dipancarkan oleh Matahari terjadi - jika tidak, radiasi matahari dapat menyebabkan kerusakan besar pada kehidupan di permukaan Bumi. Oleh karena itu, setiap ancaman terhadap lapisan ozon layak mendapatkan sikap yang paling serius. Pada tahun 1985, ilmuwan Inggris yang bekerja di Kutub Selatan menemukan bahwa selama musim semi Antartika, tingkat ozon di atmosfer jauh di bawah normal. Setiap tahun pada saat yang sama, jumlah ozon menurun - terkadang lebih, terkadang lebih sedikit. Lubang ozon serupa tetapi kurang menonjol juga muncul di Kutub Utara selama musim semi Arktik.
Pada tahun-tahun berikutnya, para ilmuwan menemukan mengapa lubang ozon muncul. Ketika matahari bersembunyi dan malam kutub yang panjang dimulai, terjadi penurunan suhu yang tajam, dan awan stratosfer yang tinggi terbentuk, yang mengandung kristal es. Munculnya kristal ini menyebabkan serangkaian reaksi kimia kompleks yang mengarah pada akumulasi molekul klorin (molekul klorin terdiri dari dua atom klorin yang terhubung). Ketika matahari muncul dan musim semi Antartika dimulai, di bawah pengaruh sinar ultraviolet, ikatan intramolekul terputus, dan aliran atom klorin mengalir ke atmosfer. Atom-atom ini bertindak sebagai katalis untuk konversi ozon menjadi oksigen sederhana, berjalan sesuai dengan skema ganda berikut:
Cl + O 3 -> ClO + O 2 dan ClO + O -> Cl + O 2
Sebagai hasil dari reaksi ini, molekul ozon (O 3) diubah menjadi molekul oksigen (O 2), sedangkan atom klor asli tetap dalam keadaan bebas dan kembali berpartisipasi dalam proses ini (setiap molekul klor menghancurkan satu juta molekul ozon sebelum mereka dikeluarkan dari atmosfer di bawah reaksi kimia lainnya). Sebagai hasil dari rantai transformasi ini, ozon mulai menghilang dari atmosfer di atas Antartika, membentuk lubang ozon. Namun, segera, dengan pemanasan, pusaran Antartika runtuh, udara segar (mengandung ozon baru) mengalir ke daerah itu, dan lubang itu menghilang.
Pada tahun 1987, Konferensi Internasional tentang ancaman terhadap lapisan ozon diadakan di Montreal, dan negara-negara industri sepakat untuk mengurangi, dan akhirnya menghentikan, produksi hidrokarbon terklorinasi dan terfluorinasi (klorofluorokarbon, CFC) — bahan kimia yang menipiskan lapisan ozon. Pada tahun 1992, penggantian zat-zat ini dengan yang aman sangat berhasil sehingga keputusan dibuat untuk menghilangkannya sepenuhnya pada tahun 1996. Saat ini, para ilmuwan percaya bahwa dalam lima puluh tahun lapisan ozon akan pulih sepenuhnya.
Temuan-temuan ilmiah baru-baru ini dan lainnya memperkuat kesimpulan penilaian sebelumnya bahwa kumpulan bukti ilmiah menunjukkan bahwa hilangnya ozon yang diamati di lintang menengah dan tinggi terutama disebabkan oleh senyawa yang mengandung klorin dan bromin antropogenik.
Teks asli (Bahasa Inggris)
Temuan-temuan ilmiah terbaru ini dan lainnya memperkuat kesimpulan dari penilaian sebelumnya bahwa bobot bukti ilmiah menunjukkan bahwa hilangnya ozon lintang menengah dan lintang tinggi yang diamati sebagian besar disebabkan oleh senyawa klorin dan bromin antropogenik.
Menurut hipotesis lain, proses pembentukan "lubang ozon" sebagian besar dapat terjadi secara alami dan tidak hanya terkait dengan efek berbahaya dari peradaban manusia.
Untuk menentukan batas lubang ozon, dipilih tingkat minimum ozon di atmosfer sebesar 220 unit Dobson.
Luas lubang ozon di atas Antartika rata-rata 22,8 juta kilometer persegi pada 2018 (pada 2010-2017, nilai tahunan rata-rata berkisar antara 17,4 hingga 25,6 juta kilometer persegi, pada 2000-2009 - dari 12,0 hingga 26,6 juta kilometer persegi, pada 1990-1999 - dari 18,8 menjadi 25,9 juta kilometer persegi).
Cerita [ | ]
Sebuah lubang ozon dengan diameter lebih dari 1000 km pertama kali ditemukan pada tahun 1985 di belahan bumi selatan, di atas Antartika, oleh sekelompok ilmuwan Inggris: (Bahasa inggris), (Bahasa inggris), (Bahasa inggris), yang menerbitkan artikel terkait di jurnal Nature. Setiap Agustus itu muncul, dan pada bulan Desember - Januari itu tidak ada lagi. Banyak lubang mini-ozon ada di Belahan Bumi Utara di Kutub Utara pada musim gugur dan musim dingin. Luas lubang seperti itu tidak melebihi 2 juta km², masa pakainya hingga 7 hari.
Mekanisme Pendidikan[ | ]
Akibat tidak adanya radiasi matahari, ozon tidak terbentuk selama malam kutub. Tidak ada ultraviolet - tidak ada ozon. Memiliki massa yang besar, molekul ozon turun ke permukaan bumi dan hancur, karena tidak stabil pada tekanan normal.
Rowland dan Molina menyarankan bahwa atom klorin dapat menyebabkan penghancuran sejumlah besar ozon di stratosfer. Temuan mereka didasarkan pada pekerjaan serupa oleh Paul Joseph Crutzen dan Harold Johnstone, yang menunjukkan bahwa oksida nitrat (II) (NO) dapat mempercepat penipisan ozon.
Kombinasi faktor menyebabkan penurunan konsentrasi ozon di atmosfer, yang utamanya adalah kematian molekul ozon dalam reaksi dengan berbagai zat yang berasal dari antropogenik dan alami, tidak adanya radiasi matahari selama musim dingin kutub, khususnya pusaran kutub stabil, yang mencegah penetrasi ozon dari garis lintang subpolar, dan pembentukan awan stratosfer kutub (PSC), yang partikel permukaannya mengkatalisis reaksi peluruhan ozon. Faktor-faktor ini terutama merupakan karakteristik Antartika, di Kutub Utara pusaran kutub jauh lebih lemah karena kurangnya permukaan benua, suhu beberapa derajat lebih tinggi daripada di Antartika, dan PSO kurang umum, dan mereka juga cenderung pecah. di awal musim gugur. Menjadi reaktif, molekul ozon dapat bereaksi dengan banyak senyawa anorganik dan organik. Zat utama yang berkontribusi terhadap penghancuran molekul ozon adalah zat sederhana (hidrogen, atom oksigen, klorin, brom), anorganik (hidrogen klorida, nitrogen monoksida) dan senyawa organik (metana, fluoroklorin dan fluorobromofreon, yang memancarkan atom klorin dan bromin) . Tidak seperti, misalnya, hidrofluorofreon, yang terurai menjadi atom fluor, yang, pada gilirannya, bereaksi cepat dengan air, membentuk hidrogen fluorida yang stabil. Dengan demikian, fluor tidak berpartisipasi dalam reaksi peluruhan ozon. Yodium juga tidak merusak ozon stratosfer, karena bahan organik yang mengandung yodium hampir habis dikonsumsi bahkan di troposfer. Reaksi utama yang berkontribusi terhadap perusakan ozon diberikan dalam artikel tentang lapisan ozon.
Efek [ | ]
Melemahnya lapisan ozon meningkatkan aliran radiasi ultraviolet matahari yang menembus ke perairan laut, yang mengarah pada peningkatan kematian hewan dan tumbuhan laut.
Pemulihan lapisan ozon[ | ]
Meskipun umat manusia telah mengambil langkah-langkah untuk membatasi emisi freon yang mengandung klorin dan bromin dengan beralih ke zat lain, seperti freon yang mengandung fluor, proses pemulihan lapisan ozon akan memakan waktu beberapa dekade. Pertama-tama, ini karena volume besar freon yang sudah terakumulasi di atmosfer, yang memiliki masa hidup puluhan bahkan ratusan tahun. Oleh karena itu, pengetatan lubang ozon seharusnya tidak terjadi sebelum tahun 2048. Menurut Profesor Susan Solomon, antara tahun 2000 dan 2015, lubang ozon di atas Antartika menyusut seukuran India. Menurut NASA, pada tahun 2000 luas tahunan rata-rata lubang ozon di atas Antartika adalah 24,8 juta kilometer persegi, pada 2015 - 25,6 juta kilometer persegi.
Kesalahpahaman tentang lubang ozon[ | ]
Ada beberapa mitos yang tersebar luas tentang pembentukan lubang ozon. Meskipun sifatnya tidak ilmiah, mereka sering muncul di media [ ] - terkadang karena ketidaktahuan, terkadang didukung oleh teori konspirasi. beberapa dari mereka terdaftar di bawah ini.
Lubang ozon di Antartika sudah ada sejak lama[ | ]
Pengamatan ilmiah sistematis lapisan ozon Antartika telah dilakukan sejak 20-an abad XX, tetapi hanya pada paruh kedua 70-an, pembentukan lubang ozon Antartika "stabil" ditemukan, dan perkembangannya yang cepat (peningkatan ukuran dan penurunan konsentrasi rata-rata ozon dalam batas-batas lubang ) pada 1980-an dan 1990-an menyebabkan ketakutan panik bahwa titik tidak dapat kembali dalam tingkat dampak antropogenik yang merusak pada lapisan ozon telah berlalu.
Freon adalah perusak utama ozon.[ | ]
Pernyataan ini berlaku untuk garis lintang menengah dan tinggi. Selebihnya, siklus klorin hanya bertanggung jawab atas 15-25% hilangnya ozon di stratosfer. Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa 80% klorin berasal dari antropogenik (untuk detail lebih lanjut tentang kontribusi berbagai siklus, lihat artikel tentang lapisan ozon). Artinya, campur tangan manusia sangat meningkatkan kontribusi siklus klorin. Dan jika ada kecenderungan untuk meningkatkan produksi freon sebelum berlakunya Protokol Montreal (10% per tahun), dari 30 menjadi 50% dari total kehilangan ozon pada tahun 2050 akan disebabkan oleh paparan freon. Sebelum campur tangan manusia, proses pembentukan ozon dan penghancurannya berada dalam keseimbangan. Tapi freon yang dipancarkan oleh aktivitas manusia telah menggeser keseimbangan ini menuju penurunan konsentrasi ozon. Adapun lubang ozon kutub, situasinya sama sekali berbeda. Mekanisme penghancuran ozon pada dasarnya berbeda dari garis lintang yang lebih tinggi, tahap kuncinya adalah konversi bentuk tidak aktif dari zat yang mengandung halogen menjadi oksida, yang terjadi pada permukaan partikel awan stratosfer kutub. Dan akibatnya, hampir semua ozon dihancurkan dalam reaksi dengan halogen, klorin bertanggung jawab atas 40-50% dan brom sekitar 20-40%.
Posisi DuPont[ | ]
DuPont, setelah publikasi data tentang partisipasi freon dalam penghancuran ozon stratosfer, mengambil teori ini dengan permusuhan dan menghabiskan jutaan dolar untuk kampanye pers untuk melindungi freon. Ketua DuPont menulis dalam artikel 16 Juli 1975 di Chemical Week bahwa teori penipisan ozon adalah fiksi ilmiah, omong kosong yang tidak masuk akal. Selain DuPont, sejumlah perusahaan di seluruh dunia telah memproduksi dan terus memproduksi berbagai jenis freon bebas royalti.
Freon terlalu berat untuk mencapai stratosfer[ | ]
Kadang-kadang dikatakan bahwa karena molekul Freon jauh lebih berat daripada nitrogen dan oksigen, mereka tidak dapat mencapai stratosfer dalam jumlah yang signifikan. Namun, gas atmosfer tercampur seluruhnya dan tidak terstratifikasi atau diurutkan berdasarkan beratnya. Perkiraan waktu yang diperlukan untuk pemisahan difusi gas di atmosfer membutuhkan waktu ribuan tahun. Tentu saja, ini tidak mungkin dalam suasana yang dinamis. Proses perpindahan massa vertikal, konveksi, dan turbulensi sepenuhnya mencampurkan atmosfer di bawah turbopause jauh lebih cepat. Oleh karena itu, bahkan gas berat seperti inert atau freon terdistribusi secara merata di atmosfer, termasuk mencapai stratosfer. Pengukuran eksperimental konsentrasi mereka di atmosfer mengkonfirmasi hal ini; Pengukuran juga menunjukkan bahwa dibutuhkan sekitar lima tahun untuk gas yang dilepaskan di permukaan bumi untuk mencapai stratosfer, lihat grafik kedua di sebelah kanan. Jika gas-gas di atmosfer tidak bercampur, maka gas-gas berat dari komposisinya seperti argon dan karbon dioksida akan membentuk lapisan setebal beberapa puluh meter di permukaan bumi, yang akan membuat permukaan bumi tidak dapat dihuni. Tapi tidak. Baik kripton dengan massa atom 84 dan helium dengan massa atom 4 memiliki konsentrasi relatif yang sama, yaitu di dekat permukaan, yang tingginya mencapai 100 km. Tentu saja, semua hal di atas hanya berlaku untuk gas yang relatif stabil, seperti freon atau gas inert. Zat yang masuk ke dalam reaksi dan juga mengalami berbagai pengaruh fisik, katakanlah, larut dalam air, memiliki ketergantungan konsentrasi pada ketinggian.
Sumber utama halogen adalah alami, bukan antropogenik[ | ]
Sumber klorin di stratosfer
Ada pendapat bahwa sumber alam halogen, seperti gunung berapi atau lautan, lebih signifikan untuk proses penipisan ozon daripada yang dihasilkan oleh manusia. Tanpa mempertanyakan kontribusi sumber-sumber alam terhadap keseimbangan halogen secara keseluruhan, perlu dicatat bahwa mereka umumnya tidak mencapai stratosfer karena fakta bahwa mereka larut dalam air (terutama ion klorida dan hidrogen klorida) dan terhanyut dari atmosfer, jatuh sebagai hujan di tanah. Juga, senyawa alami kurang stabil daripada freon, misalnya, metil klorida memiliki masa hidup atmosfer hanya sekitar satu tahun, dibandingkan dengan puluhan dan ratusan tahun untuk freon. Oleh karena itu, kontribusi mereka terhadap perusakan ozon stratosfer agak kecil. Bahkan letusan Gunung Pinatubo yang jarang terjadi pada Juni 1991 menyebabkan penurunan kadar ozon bukan karena pelepasan halogen, tetapi karena pembentukan aerosol asam sulfat dalam jumlah besar, yang permukaannya mengkatalisasi reaksi perusakan ozon. Untungnya, setelah tiga tahun, hampir seluruh massa aerosol vulkanik dikeluarkan dari atmosfer. Dengan demikian, letusan gunung berapi merupakan faktor jangka pendek yang mempengaruhi lapisan ozon, tidak seperti freon, yang memiliki masa hidup puluhan dan ratusan tahun.
Lubang ozon harus di atas sumber freon[ | ]
Dinamika perubahan ukuran lubang ozon dan konsentrasi ozon di Antartika selama bertahun-tahun
Banyak yang tidak mengerti mengapa lubang ozon terbentuk di Antartika, padahal emisi freon utama terjadi di belahan bumi utara. Faktanya adalah bahwa freon tercampur dengan baik di troposfer dan stratosfer. Karena reaktivitasnya yang rendah, mereka praktis tidak dikonsumsi di lapisan bawah atmosfer dan memiliki masa hidup beberapa tahun atau bahkan puluhan tahun. Menjadi senyawa molekul yang sangat mudah menguap, mereka mencapai atmosfer bagian atas dengan relatif mudah.
"Lubang ozon" Antartika sendiri tidak ada sepanjang tahun. Itu muncul di akhir musim dingin - awal musim semi (Agustus-September) dan memanifestasikan dirinya dalam penurunan nyata dalam konsentrasi ozon rata-rata dalam wilayah geografis yang luas. Alasan mengapa lubang ozon terbentuk di Antartika terkait dengan kekhasan iklim setempat. Suhu rendah musim dingin Antartika menyebabkan pembentukan pusaran kutub. Udara di dalam pusaran ini bergerak terutama di sepanjang jalur tertutup di sekitar Kutub Selatan dan bercampur lemah dengan udara dari garis lintang lain. Pada saat ini, wilayah kutub tidak diterangi oleh Matahari, dan tanpa adanya radiasi ultraviolet, ozon tidak terbentuk, tetapi, terakumulasi sebelumnya, dihancurkan (baik sebagai akibat interaksi dengan zat dan partikel lain, dan secara spontan, karena molekul ozon tidak stabil). Dengan munculnya hari kutub, jumlah ozon meningkat secara bertahap dan kembali mencapai tingkat normal. Artinya, fluktuasi konsentrasi ozon di Antartika bersifat musiman.
Tetapi jika kita menelusuri dinamika perubahan konsentrasi ozon dan ukuran lubang ozon rata-rata setiap tahun selama beberapa dekade terakhir, maka ada kecenderungan nyata menuju penurunan konsentrasi ozon rata-rata dalam wilayah geografis yang luas.
Sumber dan catatan[ | ]
- Penilaian Ilmiah Penipisan Ozon: 2006(Bahasa inggris) . Diakses tanggal 13 Desember 2007. Diarsipkan dari versi asli tanggal 16 Februari 2012.
- "Pengetahuan adalah kekuatan" Berita sains: 27.12.99 (Rusia). Diakses tanggal 3 Juli 2007. Diarsipkan dari versi asli tanggal 16 Februari 2012.
Sekitar empat puluh tahun yang lalu, pertama kali ditemukan bahwa lapisan ozon di atmosfer bumi mulai menipis. Yang pertama menyadari hal ini adalah ilmuwan Inggris yang bekerja di basis penelitian di Antartika. Mereka menemukan bahwa di atas stasiun Teluk Halley, ketebalan ozon hampir setengahnya! Pada saat itu, kemungkinan penyebab fenomena ini belum dipelajari, sehingga yang tersisa untuk dilakukan para ilmuwan hanyalah mengamati perkembangan situasi. Dan hasilnya sama sekali tidak menyenangkan mereka - lubang ozon tidak hanya tidak menutup, tetapi bahkan menyebar jauh melampaui Kutub Selatan. Jadi ada informasi tentang bencana global baru.
Apa sebenarnya lubang ozon itu?
Ozon adalah gas yang dihasilkan dari oksigen oleh radiasi ultraviolet dari matahari. Ini, pada gilirannya, mencegah lewatnya radiasi ini, yang efeknya merugikan semua organisme hidup. Lapisan gas ini terletak di ketinggian sekitar dua puluh kilometer di atas permukaan dan melindungi planet ini dari efek negatif energi matahari. Lubang ozon adalah tempat di mana ketebalan gas berkurang karena suatu alasan. Pada tahap ini, masih cukup untuk menunda ultraviolet, tetapi jika manusia tidak melakukan apa pun untuk mengubah situasi, setelah beberapa waktu penipisan lapisan ozon akan mengarah pada fakta bahwa radiasi berbahaya dapat dengan bebas menembus atmosfer, dan kemudian keberadaan kehidupan di Bumi akan menjadi tidak mungkin.
Mengapa lubang ozon muncul?
Eksplorasi luar angkasa
Namun, terlepas dari berbagai kemungkinan versi, yang paling mungkin dari mereka tetap antropogenik. Memang, di pertengahan abad terakhir, ada banyak peluncuran roket luar angkasa, yang masing-masing, lepas landas, meninggalkan "lubang" di atmosfer, menembus lapisan ozon. Hanya dalam tiga puluh tahun eksplorasi ruang angkasa, 30% dari penghalang pelindung Bumi, yang terbentuk selama empat miliar tahun, dihancurkan!
Freon
Freon merupakan zat perusak ozon yang banyak digunakan baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam industri. Itu terkandung di hampir semua kartrid gas abad terakhir: dalam semprotan rambut, parfum, deodoran, alat pemadam kebakaran. Itu bahkan di lemari es dan AC! Tidak mengherankan bahwa setiap hari semakin banyak lubang ozon baru muncul, dan lapisan pelindung menjadi semakin tipis.
Solusi
Sampai saat ini, masalahnya tetap akut dan relevan. Banyak kesepakatan telah diadopsi di mana zat berbahaya bagi lapisan ozon dilarang digunakan dalam produksi dan industri. Tapi ini tidak cukup, karena pertanyaannya bukan hanya menghentikan perusakan ozon, tetapi juga memulihkannya. Dan masalah ini belum terpecahkan.
