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 lama itu sudah cukup untuk melindungi Bumi dari bahaya.

Pada 1980-an, ditemukan bahwa ada area di lapisan ozon yang kandungan gas ini 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.

Bumi diatur sedemikian rupa sehingga ekosistemnya yang unik tetap terjaga. Tujuan ini dilayani oleh lapisan atmosfer, yang menutupi planet dari penetrasi sinar ultraviolet, radiasi, dan puing-puing ruang. Di alam, semuanya sempurna, dan gangguan dalam strukturnya menyebabkan berbagai bencana alam dan pelanggaran tatanan yang sudah mapan. Pada akhir abad ke-20, muncul masalah yang jelas yang mempengaruhi seluruh umat manusia. Lubang ozon terbentuk di wilayah Antartika dan menarik perhatian para ilmuwan dari seluruh dunia. Situasi kritis ekologi diperparah oleh masalah serius lainnya.

Ditemukan bahwa pada lapisan ozon yang mengelilingi permukaan bumi, terbentuk celah yang berukuran lebih dari seribu kilometer. Melaluinya, radiasi masuk, berdampak buruk pada manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Lubang ozon dan penipisan selubung gas kemudian ditemukan di beberapa tempat lagi, menyebabkan kegemparan di kalangan publik.

Inti masalahnya

Ozon terbentuk dari oksigen, yang dipengaruhi oleh sinar ultraviolet. Karena reaksi ini, planet ini diselimuti lapisan gas yang tidak dapat dilalui oleh radiasi. Lapisan ini terletak pada ketinggian 25-50 kilometer di atas permukaan. Ketebalan ozon tidak terlalu besar, tetapi cukup untuk semua kehidupan ada di planet ini.

Apa itu lubang ozon, dipelajari di tahun 80-an abad terakhir. Penemuan sensasional ini dibuat oleh para ilmuwan Inggris. Di tempat-tempat perusakan ozon, gas tidak sepenuhnya hilang, konsentrasinya menurun ke tingkat kritis 30%. Celah yang terbentuk di lapisan stratosfer melewatkan sinar ultraviolet ke tanah, yang dapat membakar organisme hidup.

Lubang seperti itu pertama kali ditemukan pada tahun 1985. Lokasinya adalah Antartika. Waktu puncak ketika lubang ozon meluas adalah Agustus, dan pada musim dingin gas mengembun dan praktis menutup lubang di lapisan stratosfer. Titik kritis ketinggian terletak pada jarak 19 kilometer dari tanah.

Lubang ozon kedua muncul di atas Kutub Utara. Dimensinya jauh lebih kecil, tetapi selain itu ada kemiripan yang mencolok. Ketinggian kritis dan waktu hilangnya bertepatan. Saat ini, lubang ozon muncul di berbagai tempat.

Bagaimana penipisan lapisan ozon terjadi?

Para ilmuwan mengaitkan munculnya masalah penipisan lapisan ozon dengan fenomena alam yang terjadi di kutub dunia. Menurut teori mereka, selama malam kutub yang panjang, sinar matahari tidak mencapai bumi, dan ozon tidak dapat terbentuk dari oksigen. Dalam hal ini, awan dengan kandungan klorin yang tinggi terbentuk. Dialah yang menghancurkan gas yang sangat diperlukan untuk melindungi planet ini.

Bumi sedang mengalami periode aktivitas vulkanik. Itu juga memiliki efek merugikan pada ketebalan lapisan ozon. Emisi ke atmosfer produk pembakaran menghancurkan lapisan stratosfer yang sudah tipis. Pelepasan freon ke udara menjadi penyebab lain penipisan lapisan pelindung bumi.

Lubang ozon menghilang begitu matahari mulai bersinar dan berinteraksi dengan oksigen. Karena arus udara, gas naik dan mengisi kekosongan yang dihasilkan. Teori ini membuktikan bahwa sirkulasi ozon adalah konstan dan tak terelakkan.

Penyebab lain dari lubang ozon

Terlepas dari kenyataan bahwa proses kimia memainkan peran dominan dalam pembentukan lubang ozon, dampak manusia terhadap alam menciptakan prasyarat utama. Atom klorin yang terbentuk secara alami bukan satu-satunya zat yang berbahaya bagi ozon. Gas juga dihancurkan oleh aksi hidrogen, bromin, dan oksigen. Alasan munculnya senyawa ini di udara terletak pada aktivitas manusia di planet ini. Prasyaratnya adalah:

• pengoperasian pabrik dan pabrik;
• kurangnya fasilitas perawatan;
• emisi atmosfer dari pembangkit listrik termal;

Ledakan nuklir memiliki efek merugikan pada integritas atmosfer. Konsekuensinya masih mempengaruhi ekologi planet ini. Pada saat ledakan, sejumlah besar nitrogen oksida terbentuk, yang, naik, menghancurkan gas yang melindungi bumi dari radiasi. Lebih dari 20 tahun pengujian, lebih dari tiga juta ton zat ini telah memasuki atmosfer.

Pesawat jet memiliki efek merusak pada lapisan ozon. Ketika bahan bakar dibakar di turbin, nitrogen oksida dibuang, mereka langsung memasuki atmosfer dan menghancurkan molekul gas. Saat ini, dari satu juta ton emisi zat ini, sepertiganya berasal dari pesawat.

Tampaknya pupuk mineral tidak berbahaya dan bermanfaat, tetapi pada kenyataannya mereka juga mempengaruhi atmosfer. Saat berinteraksi dengan bakteri, mereka diproses menjadi nitro oksida, dan kemudian, di bawah pengaruh reaksi kimia, berubah bentuk dan menjadi oksida.

Dengan demikian, lubang ozon adalah produk tidak hanya dari fenomena alam, tetapi juga. Keputusan yang kasar dapat menyebabkan hasil yang tidak terduga.

Mengapa hilangnya lapisan ozon di sekitar planet ini berbahaya?

Matahari adalah sumber panas dan cahaya untuk segala sesuatu di planet ini. Hewan, tumbuhan, dan manusia berkembang berkat sinarnya yang memberi kehidupan. Ini dicatat oleh orang-orang di dunia kuno, yang menganggap Dewa Matahari sebagai idola utama. Tapi termasyhur juga bisa menyebabkan kematian kehidupan di planet ini.

Melalui lubang ozon yang terbentuk di bawah pengaruh manusia dan alam secara bersamaan, radiasi matahari dapat jatuh ke bumi dan membakar segala sesuatu yang pernah tumbuh. Efek merugikan pada manusia sudah jelas. Para ilmuwan telah menemukan bahwa jika gas pelindung atau lapisannya menjadi lebih tipis satu persen, maka tujuh ribu lebih banyak pasien kanker akan muncul di bumi. Pertama-tama, kulit orang akan menderita, dan kemudian organ lainnya.

Konsekuensi dari pembentukan lubang ozon tidak hanya mempengaruhi umat manusia. Vegetasi menderita, serta satwa liar dan penghuni laut dalam. Kepunahan massal mereka adalah konsekuensi langsung dari proses yang terjadi di matahari dan di atmosfer.

Cara untuk memecahkan masalah

Alasan munculnya lubang ozon di atmosfer bervariasi, tetapi bermuara pada satu fakta penting: aktivitas manusia yang ceroboh dan solusi teknologi baru. Freon yang masuk ke atmosfer dan merusak lapisan pelindungnya merupakan hasil pembakaran berbagai bahan kimia.

Untuk menghentikan proses ini, pada dasarnya diperlukan pengembangan ilmiah baru yang memungkinkan untuk memproduksi, memanaskan, berolahraga, dan terbang tanpa menggunakan nitrogen, fluor, dan bromin, serta turunannya.

Timbulnya masalah terkait dengan produksi dan kegiatan pertanian yang ceroboh. Saatnya untuk berpikir:

• tentang pemasangan fasilitas perawatan pada cerobong asap;
• tentang penggantian pupuk kimia dengan pupuk organik;
• tentang transisi transportasi ke listrik.

Cukup banyak yang telah dilakukan selama enam belas tahun terakhir, sejak tahun 2000. Para ilmuwan berhasil mencapai hasil yang luar biasa: ukuran lubang ozon di atas Antartika telah berkurang seluas wilayah India.

Akibat dari sikap lalai dan lalai terhadap lingkungan sudah membuat diri mereka terasa. Agar tidak memperburuk situasi, perlu untuk menangani masalah di tingkat global.

pengantar

Sebuah lubang ozon dengan diameter lebih dari 1000 km pertama kali ditemukan pada tahun 1985 di belahan bumi selatan oleh sekelompok ilmuwan Inggris di Antartika. Setiap Agustus itu muncul, pada Desember atau Januari itu tidak ada lagi. Lubang lain yang lebih kecil terbentuk di Belahan Bumi Utara di Kutub Utara.

lubang ozon- penurunan lokal konsentrasi ozon di lapisan ozon Bumi. Menurut teori yang diterima secara umum dalam komunitas ilmiah, pada paruh kedua abad ke-20, dampak yang terus meningkat dari faktor antropogenik dalam bentuk pelepasan freon yang mengandung klorin dan bromin menyebabkan penipisan lapisan ozon yang signifikan, lihat misalnya laporan Organisasi Meteorologi Dunia:

Temuan-temuan ilmiah baru-baru ini dan lainnya memperkuat kesimpulan dari penilaian sebelumnya bahwa bobot yang mendukung bukti ilmiah menunjukkan bahwa hilangnya ozon yang diamati di lintang menengah dan tinggi terutama disebabkan oleh senyawa yang mengandung 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.

Mekanisme pendidikan

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 sangat khas untuk 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 (hidroklorida 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 lemari besi untuk membentuk hidrogen fluorida yang stabil. Dengan demikian, fluor tidak berpartisipasi dalam reaksi peluruhan ozon.Yodium juga tidak merusak ozon stratosfer, karena zat organik yang mengandung yodium hampir sepenuhnya dikonsumsi bahkan di troposfer. Reaksi utama yang berkontribusi terhadap perusakan ozon diberikan dalam artikel lapisan proozon.

Efek

Melemahnya lapisan ozon meningkatkan aliran radiasi matahari ke bumi dan menyebabkan peningkatan jumlah kanker kulit pada manusia. Tumbuhan dan hewan juga menderita dari peningkatan tingkat radiasi.

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.

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 pendukung teori konspirasi. beberapa dari mereka terdaftar di bawah ini.

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. Perlu dicatat bahwa 80% klorin berasal dari antropogenik. (untuk rincian lebih lanjut tentang kontribusi berbagai siklus, lihat Art. lapisan ozon). Artinya, campur tangan manusia sangat meningkatkan kontribusi siklus klorin. Dan mengingat kecenderungan untuk meningkatkan produksi freon sebelum berlakunya Protokol Montreal(10% per tahun) 30 sampai 50% dari total kehilangan ozon pada tahun 2050 akan disebabkan oleh paparan CFC. 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%.

DuPont memprakarsai pelarangan freon lama dan transisi ke jenis freon baru karena patennya telah habis masa berlakunya

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 sebuah artikel di Chemical Week pada 16 Juli 1975, bahwa teori penipisan ozon adalah fiksi ilmiah, omong kosong yang tidak masuk akal. Selain DuPont, sejumlah perusahaan di seluruh dunia telah memproduksi dan memproduksi berbagai jenis freon tanpa potongan 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 sempurna, 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 benar-benar mencampurkan atmosfer di bawah turbopause jauh lebih cepat. Oleh karena itu, bahkan gas berat seperti freon inert terdistribusi secara merata di atmosfer, mencapai, antara lain, 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 karbon dioksida akan membentuk lapisan setebal beberapa puluh meter di permukaan bumi, yang akan membuat permukaan bumi tidak dapat dihuni. Untungnya, ini tidak terjadi. Ikrypton dengan massa atom 84, dan helium dengan massa atom 4, memiliki konsentrasi relatif yang sama, yaitu 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

Dipercaya bahwa sumber alami halogen, seperti gunung berapi dan 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 bulan Juni 1991 menyebabkan penurunan tingkat ozon bukan karena pelepasan halogen, tetapi karena pembentukan aerosol asam sulfat dalam jumlah besar, yang permukaannya mengkatalisasi reaksi penghancuran 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

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. Mengingat reaktivitasnya yang rendah, mereka praktis tidak dikonsumsi di lapisan bawah atmosfer dan memiliki masa hidup beberapa tahun atau bahkan puluhan tahun. Oleh karena itu, mereka dengan mudah mencapai atmosfer atas. "Lubang ozon" Antartika tidak ada secara permanen. Itu muncul di akhir musim dingin - awal musim semi. Alasan mengapa lubang ozon terbentuk di Antartika terkait dengan iklim setempat. Suhu rendah musim dingin Antartika menyebabkan pembentukan pusaran kutub. Udara di dalam pusaran ini sebagian besar bergerak di jalur tertutup di sekitar Kutub Selatan. Pada saat ini, wilayah kutub tidak diterangi oleh Matahari, dan ozon tidak terbentuk di sana. Dengan datangnya musim panas, jumlah ozon meningkat dan kembali mencapai norma sebelumnya. Artinya, fluktuasi konsentrasi ozon di Antartika bersifat musiman. Namun, jika kita menelusuri dinamika perubahan konsentrasi ozon dan ukuran lubang ozon rata-rata selama satu tahun selama beberapa dekade terakhir, maka ada kecenderungan yang jelas menuju penurunan konsentrasi ozon.

Ozon hanya menipis di Antartika

Evolusi lapisan ozon di atas Arosa, Swiss

Ini tidak benar, tingkat ozon juga turun di seluruh atmosfer. Hal ini ditunjukkan oleh hasil pengukuran jangka panjang dari konsentrasi ozon di berbagai bagian planet ini. Anda dapat melihat grafik ozon di atas Arosa di Swiss di sebelah kanan.

Ozon (O 3 ) terbentuk di atmosfer dari oksigen selama pelepasan listrik selama badai petir dan di bawah pengaruh radiasi ultraviolet dari Matahari di stratosfer. Lapisan ozon (ozon screen, ozonosphere) terletak di atmosfer pada ketinggian 10-50 km dengan konsentrasi ozon maksimum pada ketinggian 20-25 km (lebih tipis di atas kutub, seperti seluruh atmosfer, dan lebih tebal di atas ekuator). Jika seluruh jumlah ozon dikumpulkan dalam kondisi normal (tekanan 760 mm Hg dan suhu 20 ° C), maka ketebalan lapisan ini hanya 2,5 - 3 mm.

Pentingnya lapisan ozon

Layar ozon menunda penetrasi radiasi UV Matahari yang paling parah ke permukaan bumi, "pita-B" yang mematikan, yang mempengaruhi semua makhluk hidup. Pengurangan lapisan ozon menyebabkan peningkatan tajam penyakit onkologis (penurunan lapisan sebesar 1% berarti peningkatan radiasi ultraviolet sebesar 2% dan menyebabkan peningkatan kanker kulit sebesar 5-6%), kerusakan pada kornea mata dan kebutaan, perkembangan mutasi, penurunan produktivitas beberapa spesies tanaman , dan dengan pengurangan yang kuat - hingga penghancuran semua makhluk hidup.

Radiasi UV yang berlebihan mengganggu pertahanan kekebalan tubuh, berkontribusi pada munculnya penyakit seperti pada manusia seperti lupus (tBC kulit), erisipelas, cacar, leishmaniasis, herpes virus, dll.

Telah ditetapkan bahwa penurunan kandungan ozon di atmosfer dapat berkontribusi pada peningkatan efek rumah kaca lebih signifikan daripada peningkatan konsentrasi karbon dioksida.

Fluks radiasi UV yang berlebihan merusak fito- dan zooplankton, larva banyak ikan.

Sedikit sejarah

Lubang ozon paling sering muncul di atas kutub, di mana ketebalan atmosfernya lebih sedikit, dan mereka mencapai magnitudo terbesarnya di Antartika (di mana lebih dingin). Fenomena ini mulai dicatat kembali pada tahun 70-an abad kedua puluh, tetapi mencapai maksimum pada pertengahan 80-an.

Jadi, pada Oktober 1985, ada laporan bahwa konsentrasi ozon di stratosfer di atas stasiun Inggris Halley Bay (Antartika) menurun 40% dari nilai minimumnya, dan di atas stasiun Jepang - hampir 2 kali lipat .. Fenomena ini dinamai "lubang ozon". Lubang ozon yang signifikan di Antartika muncul, sebagai suatu peraturan, pada musim semi 1987, 1992, 1997, ketika penurunan total ozon stratosfer (TO) sebesar 40-60% dicatat. Pada musim semi 1998, lubang ozon di atas Antartika mencapai rekor area - 26 juta meter persegi. km (3 kali ukuran Australia). Dan pada ketinggian 14-25 km, perusakan ozon hampir sempurna terjadi di atmosfer.

Fenomena serupa dicatat di Kutub Utara (terutama sejak musim semi 1986), tetapi ukuran lubang ozon di sini hampir 2 kali lebih kecil daripada di Antartika. Pada bulan Maret 1995, lapisan ozon Arktik menipis sekitar 50%, dengan pembentukan "lubang kecil" di wilayah utara Kanada dan Semenanjung Skandinavia, Kepulauan Skotlandia (Inggris).

Lubang ozon dicatat tidak hanya di atas kutub. Ada kasus ketika lubang menyebar ke Amerika Selatan menyebabkan membutakan ternak, terutama ternak. Di Republik Kirgistan, lubang ozon tercatat pada Mei 1995 di daerah pegunungan tinggi. Ukuran dan durasi (sekitar 4-5 hari) keberadaannya tidak signifikan, dan tidak menimbulkan konsekuensi apa pun.

Alasan terbentuknya lubang ozon

Berbagai ekspedisi internasional untuk mempelajari lubang ozon di Antartika hingga Arktik telah membuktikan bahwa, selain berbagai faktor alam, keberadaan CFC (freon) dalam jumlah signifikan di atmosfer masih menjadi faktor utama.

Freon (klorofluorokarbon) - zat yang sangat mudah menguap dan inert secara kimiawi di dekat permukaan bumi (disintesis pada 1930-an), sejak 1960-an. mulai banyak digunakan sebagai pendingin (kulkas, AC, lemari es), agen pembusa untuk aerosol, dll. Freon, naik ke lapisan atas atmosfer, mengalami dekomposisi fotokimia, membentuk klorin oksida, yang secara intensif menghancurkan ozon (setiap atom klorin mampu menghancurkan 100.000 molekul ozon). Durasi tinggal freon di atmosfer rata-rata 50-200 tahun.

Langkah-langkah perlindunganlapisan ozon

Pada tahun 1985, Konvensi Wina untuk Perlindungan Lapisan Ozon diadopsi.

Pada tahun 1987, di Montreal, perwakilan dari 36 negara menandatangani Protokol di mana mereka berkomitmen untuk mengurangi penggunaan dan kemudian menghilangkan penggunaan di industri dan di rumah bahan perusak ozon (BPO). Setelah 10 tahun, jumlah negara yang menandatangani Protokol ini meningkat menjadi 163.

Di sejumlah negara, untuk melindungi lapisan ozon, alternatif pengganti freon yang aman bagi ozon diperoleh, khususnya, perusahaan-perusahaan di Jerman, Italia, Swiss, dan Inggris mulai menggunakan refrigeran - isobutana, yang tidak memiliki ozon. -mengurangi potensi. Di banyak negara, dalam produksi aerosol, mereka mulai menggunakan freon ramah lingkungan - propelan hidrokarbon (80% dari semua aerosol yang diproduksi di dunia).

Di Amerika Serikat dan Rusia, penelitian telah dimulai pada metode aktif berdasarkan proses fisikokimia kompleks yang mengurangi tingkat kerusakan ozon di stratosfer atau mempercepat pembentukannya. Jadi, untuk mengencangkan lubang ozon di Antartika, dimungkinkan untuk menggunakan metode injeksi (pengantar) ke dalam stratosfer etana (C 2 H b) atau propana (C 3 H 8), yang akan mengikat atom klorin, yang merusak ozon. , menjadi hidrogen klorida pasif. Ada juga metode fisika dan kimia yang mempercepat pembentukan ozon di stratosfer, khususnya metode radiasi elektromagnetik, menggunakan pelepasan listrik (prinsip ozonator) dan radiasi laser.

Selain itu, untuk mencegah pelepasan CFC dari banyak perangkat pendingin yang tersedia, metode untuk pembuangannya telah dikembangkan.

lubang ozon

Diketahui bahwa bagian utama ozon alami terkonsentrasi di stratosfer pada ketinggian 15 hingga 50 km di atas permukaan bumi. Lapisan ozon dimulai pada ketinggian sekitar 8 km di atas kutub (atau 17 km di atas Khatulistiwa) dan meluas ke atas hingga ketinggian sekitar 50 km. Namun, kepadatan ozon sangat rendah, dan jika Anda menekannya ke kepadatan yang dimiliki udara di permukaan bumi, maka ketebalan lapisan ozon tidak akan melebihi 3,5 mm. Ozon terbentuk ketika radiasi ultraviolet matahari membombardir molekul oksigen.

Sebagian besar ozon berada di lapisan lima kilometer pada ketinggian 20 hingga 25 km, yang disebut lapisan ozon.

peran protektif. Ozon menyerap sebagian radiasi ultraviolet Matahari: apalagi, pita serapannya yang lebar (panjang gelombang 200-300 nm) termasuk radiasi yang berbahaya bagi semua kehidupan di Bumi.

Alasan pembentukan "lubang ozon"

Di musim panas dan musim semi, konsentrasi ozon meningkat; di atas daerah kutub selalu lebih tinggi daripada di daerah khatulistiwa. Selain itu, ia berubah menurut siklus 11 tahun, bertepatan dengan siklus aktivitas matahari. Semua ini sudah terkenal di tahun 1980-an. Pengamatan telah menunjukkan bahwa penurunan perlahan tapi pasti dalam konsentrasi ozon stratosfer terjadi di Antartika dari tahun ke tahun. Fenomena ini disebut "lubang ozon" (walaupun, tentu saja, tidak ada lubang dalam arti yang tepat dari kata ini) dan mulai dipelajari dengan cermat. Kemudian, pada 1990-an, penurunan yang sama mulai terjadi di Kutub Utara. Fenomena "lubang ozon" Antartika belum jelas: apakah "lubang" itu muncul sebagai akibat dari polusi atmosfer antropogenik, atau apakah itu proses geoastrofisika alami.

Pada awalnya diasumsikan bahwa ozon dipengaruhi oleh partikel yang dipancarkan dalam ledakan atom; mencoba menjelaskan perubahan konsentrasi ozon dengan penerbangan roket dan pesawat ketinggian. Pada akhirnya, diketahui dengan jelas bahwa penyebab fenomena yang tidak diinginkan adalah reaksi dengan ozon dari zat-zat tertentu yang dihasilkan oleh tanaman kimia. Ini terutama hidrokarbon terklorinasi dan terutama freon - klorofluorokarbon, atau hidrokarbon di mana semua atau sebagian besar atom hidrogen digantikan oleh atom fluor dan klorin.

Diasumsikan bahwa karena efek destruktif dari klorin dan bromin yang bekerja sama, pada akhir 1990-an. konsentrasi ozon di stratosfer menurun 10%.

Pada tahun 1985, para ilmuwan Inggris merilis data yang menunjukkan bahwa selama delapan tahun sebelumnya, lubang ozon telah ditemukan meningkat setiap musim semi di Kutub Utara dan Selatan.

Para ilmuwan telah mengajukan tiga teori untuk menjelaskan penyebab fenomena ini:

nitrogen oksida - senyawa yang terbentuk secara alami di bawah sinar matahari;

perusakan ozon oleh senyawa klorin.

Pertama-tama, harus jelas: 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 lapisan yang disebut 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 berkurang - 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 aksi 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 + O3 -> ClO + O2 dan ClO + O -> Cl + O2

Sebagai hasil dari reaksi ini, molekul ozon (O3) diubah menjadi molekul oksigen (O2), sedangkan atom klor asli tetap dalam keadaan bebas dan kembali berpartisipasi dalam proses ini (setiap molekul klor menghancurkan satu juta molekul ozon sebelum dihilangkan). dari atmosfer oleh tindakan orang lain).reaksi kimia). 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, Protokol Montreal diadopsi, yang dengannya daftar klorofluorokarbon paling berbahaya ditentukan, dan negara-negara yang memproduksi klorofluorokarbon berjanji untuk mengurangi pelepasannya. Pada bulan Juni 1990, di London, Protokol Montreal diamandemen: pada tahun 1995, kurangi produksi freon hingga setengahnya, dan pada tahun 2000, hentikan sama sekali.

Telah ditetapkan bahwa kandungan ozon dipengaruhi oleh polutan udara yang mengandung nitrogen, yang muncul baik sebagai akibat dari proses alam maupun sebagai akibat dari polusi antropogenik.

Jadi, NO terbentuk di mesin pembakaran internal. Dengan demikian, peluncuran roket dan pesawat supersonik mengarah pada penghancuran lapisan ozon.

Sumber NO di stratosfer juga merupakan gas N2O, yang stabil di troposfer dan terurai di stratosfer di bawah pengaruh radiasi UV yang keras.