Welche Faktoren verursachen Ozonlöcher? Die Ozonschicht der Erde wurde von Ozonlöchern durchbohrt: Steht die Menschheit vor einer globalen Katastrophe? Globale Dynamik der Stratosphäre: eine Hypothese

Dieses riesige Loch in der Ozonschicht der Erde wurde 1985 entdeckt und erschien über der Antarktis. Der Durchmesser beträgt mehr als tausend Kilometer und die Fläche etwa neun Millionen Quadratkilometer.

Jedes Jahr im August verschwindet das Loch und es kommt vor, als hätte es diese riesige Ozonlücke nie gegeben.

Ozonloch - Definition

Ein Ozonloch ist eine Abnahme oder vollständige Abwesenheit der Ozonkonzentration in der Ozonschicht der Erde. Nach dem Bericht der World Meteorological Organization und der in der Wissenschaft allgemein anerkannten Theorie wird eine signifikante Abnahme der Ozonschicht durch einen immer größer werdenden anthropogenen Faktor verursacht - die Freisetzung von brom- und chlorhaltigen Freonen.

Es gibt eine andere Hypothese, nach der der eigentliche Prozess der Bildung von Löchern in der Ozonschicht natürlich ist und in keiner Weise mit den Ergebnissen der Aktivität der menschlichen Zivilisation zusammenhängt.

Eine Abnahme der Ozonkonzentration in der Atmosphäre verursacht eine Kombination von Faktoren. Einer der wichtigsten ist die Zerstörung von Ozonmolekülen bei Reaktionen mit verschiedenen Substanzen natürlichen und anthropogenen Ursprungs sowie das Fehlen von Sonnenlicht und Strahlung während des Polarwinters. Dazu gehören der besonders stabile Polarwirbel, der das Eindringen von Ozon aus den Breiten der Polarregion verhindert, und die daraus resultierenden stratosphärischen Polarwolken, deren Partikeloberfläche als Katalysator für die Ozonzerfallsreaktion wirkt.

Diese Faktoren sind typisch für die Antarktis, und in der Arktis ist der Polarwirbel aufgrund der Tatsache, dass es keine Kontinentaloberfläche gibt, viel schwächer. Die Temperatur ist hier im Gegensatz zur Antarktis um einen gewissen Betrag höher. Polare stratosphärische Wolken sind in der Arktis weniger verbreitet und neigen dazu, sich im Frühherbst aufzulösen.

Was ist Ozon?

Ozon ist eine giftige Substanz, die für den Menschen schädlich ist. In kleinen Mengen hat es einen sehr angenehmen Geruch. Um sich davon zu überzeugen, können Sie einen Waldspaziergang in einem Gewitterfeld machen – zu der Zeit werden wir die frische Luft genießen, aber später wird uns sehr unwohl sein.

Unter normalen Bedingungen gibt es praktisch kein Ozon unterhalb der Erdatmosphäre - dieser Stoff ist in großen Mengen in der Stratosphäre vorhanden, beginnend irgendwo etwa 11 Kilometer über der Erde und erstreckt sich bis zu 50-51 Kilometer. Die Ozonschicht liegt genau an der Spitze des Welses, also etwa 51 Kilometer über der Erde. Diese Schicht absorbiert die tödlichen Sonnenstrahlen und schützt so unser und nicht nur unser Leben.

Vor der Entdeckung von Ozonlöchern galt Ozon als eine Substanz, die die Atmosphäre vergiftet. Es wurde angenommen, dass die Atmosphäre mit Ozon gefüllt war und dass er der Hauptschuldige des "Treibhauseffekts" war, mit dem etwas getan werden musste.

Im Gegensatz dazu versucht die Menschheit derzeit, Schritte zur Wiederherstellung der Ozonschicht zu unternehmen, da die Ozonschicht auf der ganzen Erde und nicht nur über der Antarktis dünner wird.

Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist ein Anstieg der Temperatur der unteren Schichten der Atmosphäre des Planeten aufgrund der Ansammlung von Treibhausgasen. Sein Mechanismus ist wie folgt: Die Sonnenstrahlen dringen in die Atmosphäre ein und erwärmen die Oberfläche des Planeten. Die von der Oberfläche kommende Wärmestrahlung sollte in den Weltraum zurückkehren, aber die untere Atmosphäre ist zu dicht, als dass sie eindringen könnte. Der Grund dafür sind Treibhausgase. Wärmestrahlen verweilen in der Atmosphäre und erhöhen ihre Temperatur.

Geschichte der Treibhauseffektforschung

Zum ersten Mal sprachen sie 1827 über das Phänomen. Dann erschien Jean Baptiste Joseph Fouriers Artikel "Eine Anmerkung zu den Temperaturen des Globus und anderer Planeten", in dem er seine Vorstellungen über den Mechanismus des Treibhauseffekts und die Gründe für sein Auftreten auf der Erde detailliert darlegte. Bei seiner Forschung stützte sich Fourier nicht nur auf seine eigenen Experimente, sondern auch auf die Urteile von M. De Saussure. Dieser führte Experimente mit einem von innen geschwärzten, verschlossenen und ins Sonnenlicht gestellten Glasgefäß durch. Die Temperatur im Inneren des Gefäßes war viel höher als außerhalb. Das liegt an einem solchen Faktor: Wärmestrahlung kann abgedunkeltes Glas nicht durchdringen und bleibt somit im Inneren des Behälters. Gleichzeitig dringt das Sonnenlicht mutig durch die Wände, da die Außenseite des Gefäßes transparent bleibt.

Ursachen

Die Natur des Phänomens erklärt sich aus der unterschiedlichen Durchlässigkeit der Atmosphäre für Strahlung aus dem Weltraum und von der Oberfläche des Planeten. Die Atmosphäre des Planeten ist für die Sonnenstrahlen transparent wie Glas, und daher passieren sie sie leicht. Und für Wärmestrahlung sind die unteren Schichten der Atmosphäre „undurchdringlich“, zu dicht, um sie zu durchdringen. Deshalb verbleibt ein Teil der Wärmestrahlung in der Atmosphäre und sinkt allmählich in die untersten Schichten ab. Gleichzeitig wächst die Menge an Treibhausgasen, die die Atmosphäre kondensieren. In der Schule wurde uns beigebracht, dass die Hauptursache des Treibhauseffekts menschliche Aktivitäten sind. Die Evolution hat uns zur Industrie geführt, wir verbrennen Tonnen von Kohle, Öl und Gas, wir bekommen Treibstoff, die Straßen sind voller Autos. Die Folge davon ist die Freisetzung von Treibhausgasen und Stoffen in die Atmosphäre. Darunter sind Wasserdampf, Methan, Kohlendioxid, Stickstoffmonoxid. Warum sie so heißen, ist verständlich. Die Oberfläche des Planeten wird durch die Sonnenstrahlen erwärmt, aber sie „gibt“ notwendigerweise einen Teil der Wärme zurück. Wärmestrahlung, die von der Erdoberfläche kommt, wird als Infrarot bezeichnet. Treibhausgase im unteren Teil der Atmosphäre verhindern, dass Wärmestrahlen in den Weltraum zurückkehren, und verzögern sie. Infolgedessen steigt die Durchschnittstemperatur des Planeten, was zu gefährlichen Folgen führt. Gibt es wirklich nichts, was die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre regulieren kann? Natürlich kann es. Sauerstoff erfüllt diese Aufgabe gut. Aber hier ist das Problem: Die Zahl der Erdbewohner wächst unaufhaltsam, was bedeutet, dass immer mehr Sauerstoff absorbiert wird. Unsere einzige Rettung ist die Vegetation, insbesondere die Wälder. Sie absorbieren überschüssiges Kohlendioxid und geben viel mehr Sauerstoff ab, als der Mensch verbraucht.

Treibhauseffekt und Klima der Erde

Wenn wir über die Folgen des Treibhauseffekts sprechen, verstehen wir seine Auswirkungen auf das Klima der Erde. Die erste ist die globale Erwärmung. Viele setzen die Begriffe „Treibhauseffekt“ und „globale Erwärmung“ gleich, aber sie sind nicht gleich, sondern miteinander verbunden: Das Erste ist die Ursache des Zweiten. Die globale Erwärmung steht in direktem Zusammenhang mit den Ozeanen. Hier ist ein Beispiel für zwei kausale Beziehungen. Die Durchschnittstemperatur des Planeten steigt, die Flüssigkeit beginnt zu verdampfen. Dies gilt auch für den Weltozean: Einige Wissenschaftler befürchten, dass er in ein paar hundert Jahren „auszutrocknen“ beginnt. Gleichzeitig werden Gletscher und Meereis aufgrund hoher Temperaturen in naher Zukunft aktiv zu schmelzen beginnen. Dies wird zu einem unvermeidlichen Anstieg des Meeresspiegels führen. Wir sehen bereits regelmäßige Überschwemmungen in Küstengebieten, aber wenn der Pegel des Weltozeans erheblich ansteigt, werden alle umliegenden Landgebiete überflutet, Ernten werden sterben.

Auswirkungen auf das Leben der Menschen

Vergessen Sie nicht, dass der Anstieg der Durchschnittstemperatur der Erde unser Leben beeinflussen wird. Die Folgen können sehr schwerwiegend sein. Viele Gebiete unseres Planeten, die bereits von Dürre betroffen sind, werden absolut unrentabel, die Menschen werden massenhaft in andere Regionen abwandern. Dies wird unweigerlich zu sozioökonomischen Problemen führen, bis hin zum Beginn des dritten und vierten Weltkriegs. Nahrungsmangel, Erntevernichtung – das erwartet uns im nächsten Jahrhundert. Aber muss man warten? Oder kann man noch was ändern? Kann die Menschheit die Schäden durch den Treibhauseffekt verringern? Sumpfgebiete können den Treibhauseffekt verhindern, der größte Sumpf der Welt, Vasyugan.

Aktionen, die die Erde retten können

Bis heute sind alle schädlichen Faktoren bekannt, die zur Ansammlung von Treibhausgasen führen, und wir wissen, was getan werden muss, um dies zu stoppen. Denken Sie nicht, dass eine Person nichts ändern wird. Natürlich kann nur die gesamte Menschheit eine Wirkung erzielen, aber wer weiß – vielleicht lesen gerade hundert weitere Menschen einen ähnlichen Artikel? Waldschutz Stoppt die Entwaldung. Pflanzen sind unsere Rettung! Darüber hinaus ist es notwendig, nicht nur bestehende Wälder zu erhalten, sondern auch aktiv neue zu pflanzen. Jeder sollte dieses Problem verstehen. Die Photosynthese ist so stark, dass sie uns mit einer riesigen Menge Sauerstoff versorgen kann. Es wird für das normale Leben der Menschen und die Beseitigung schädlicher Gase aus der Atmosphäre ausreichen. Nutzung von Elektrofahrzeugen Weigerung, kraftstoffbetriebene Fahrzeuge zu nutzen. Jedes Auto stößt jedes Jahr eine riesige Menge an Treibhausgasen aus, warum also nicht auf eine gesunde Umwelt setzen? Wissenschaftler bieten uns bereits Elektrofahrzeuge an – umweltfreundliche Autos, die keinen Kraftstoff verbrauchen. Minus das "Treibstoff"-Auto - ein weiterer Schritt zur Eliminierung von Treibhausgasen. Auf der ganzen Welt versucht man, diesen Übergang zu beschleunigen, aber die aktuellen Entwicklungen solcher Maschinen sind noch lange nicht perfekt. Selbst in Japan, wo solche Autos am stärksten genutzt werden, sind sie nicht bereit, vollständig auf ihre Verwendung umzustellen. Alternative zu Kohlenwasserstoffbrennstoff Erfindung alternativer Energie. Die Menschheit steht nicht still, warum „hängen“ wir also an der Nutzung von Kohle, Öl und Gas? Die Verbrennung dieser natürlichen Bestandteile führt zur Anreicherung von Treibhausgasen in der Atmosphäre, daher ist es an der Zeit, auf eine umweltfreundliche Energieform umzusteigen. Wir können nicht auf alles verzichten, was schädliche Gase ausstößt. Aber wir können zu einer Erhöhung des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre beitragen. Nicht nur ein richtiger Mann muss einen Baum pflanzen – jeder Mensch muss das tun! Was ist das Wichtigste bei der Lösung eines Problems? Verschließe nicht deine Augen vor ihr. Wir werden die Schäden durch den Treibhauseffekt vielleicht nicht bemerken, aber zukünftige Generationen werden es definitiv bemerken. Wir können aufhören, Kohle und Öl zu verbrennen, die natürliche Vegetation des Planeten erhalten, das herkömmliche Auto zugunsten eines umweltfreundlichen aufgeben - und das alles wofür? Damit unsere Erde nach uns existiert

Ozonlöcher

Ozonloch - ein lokaler Abfall der Ozonkonzentration in der Ozonschicht der Erde

Jeder weiß, dass unser Planet von einer ziemlich dichten Ozonschicht umgeben ist, die sich in einer Höhe von 12-50 km über der Erdoberfläche befindet. Dieser Luftspalt ist ein zuverlässiger Schutz aller Lebewesen vor gefährlicher ultravioletter Strahlung und vermeidet die schädlichen Auswirkungen der Sonnenstrahlung.

Der Ozonschicht ist es zu verdanken, dass Mikroorganismen einst aus den Ozeanen an Land gelangten und zur Entstehung hoch entwickelter Lebensformen beitrugen. Seit Anfang des 20. Jahrhunderts begann jedoch die Ozonschicht zusammenzubrechen, wodurch an einigen Stellen in der Stratosphäre Ozonlöcher auftauchten.

Was sind Ozonlöcher?

Entgegen der landläufigen Meinung, dass das Ozonloch ein Loch im Himmel ist, ist es tatsächlich ein Ort, an dem der Ozongehalt in der Stratosphäre erheblich abnimmt. An solchen Orten können ultraviolette Strahlen leichter an die Oberfläche des Planeten dringen und ihre zerstörerische Wirkung auf alles Lebendige ausüben.

Im Gegensatz zu Orten mit normaler Ozonkonzentration in Löchern beträgt der Gehalt der "blauen" Substanz nur etwa 30%.

Wo befinden sich die Ozonlöcher?

Das erste große Ozonloch wurde 1985 über der Antarktis entdeckt. Sein Durchmesser betrug etwa 1000 km, und er erschien jedes Jahr im August und verschwand zu Beginn des Winters. Dann stellten die Forscher fest, dass die Ozonkonzentration über dem Festland um 50% reduziert wurde und der größte Rückgang in Höhen von 14 bis 19 km verzeichnet wurde.
Anschließend wurde ein weiteres großes Loch (kleiner) über der Arktis entdeckt, jetzt sind Wissenschaftlern Hunderte solcher Phänomene bekannt, obwohl dasjenige, das über der Antarktis auftritt, das größte bleibt.

Vor etwa vierzig Jahren wurde erstmals entdeckt, dass die Ozonschicht in der Erdatmosphäre zu schwinden begann. Die ersten, die das bemerkten, waren britische Wissenschaftler, die an einer Forschungsbasis in der Antarktis arbeiteten. Sie fanden heraus, dass sich die Dicke des Ozons über der Station Halley Bay fast halbiert hatte! Zu diesem Zeitpunkt waren die möglichen Ursachen dieses Phänomens noch nicht untersucht, sodass den Wissenschaftlern lediglich die Entwicklung der Situation zu beobachten blieb. Und die Ergebnisse gefielen ihnen überhaupt nicht - die Ozonlöcher schlossen sich nicht nur nicht, sondern breiteten sich sogar weit über den Südpol hinaus aus. Es gab also Informationen über eine neue globale Katastrophe.

Was genau sind Ozonlöcher?

Ozon ist ein Gas, das durch ultraviolette Strahlung der Sonne aus Sauerstoff entsteht. Es verhindert wiederum den Durchgang dieser Strahlung, deren Wirkung für alle lebenden Organismen schädlich ist. Eine Schicht dieses Gases befindet sich in einer Höhe von etwa zwanzig Kilometern über der Erdoberfläche und schützt den Planeten vor den negativen Auswirkungen der Sonnenenergie. Ozonlöcher sind Stellen, an denen die Dicke des Gases aus irgendeinem Grund abnimmt. In diesem Stadium reicht es noch aus, das Ultraviolett zu verzögern, aber wenn die Menschheit nichts unternimmt, um die Situation zu ändern, wird der Abbau der Ozonschicht nach einer Weile dazu führen, dass schädliche Strahlung ungehindert in die Atmosphäre eindringen kann und dann die Existenz des Lebens auf der Erde wird einfach unmöglich werden.

Warum entstehen Ozonlöcher?

Warum die Menge an Schutzgas in der Atmosphäre abnimmt, dafür gibt es mehrere Versionen. Die häufigste von ihnen ist natürlich anthropogen. Sein Wesen liegt in der Tatsache, dass die Zerstörung von Ozon das Ergebnis menschlicher Handlungen ist: die Schaffung von Megastädten, Luftverschmutzung, industrielle Entwicklung. Einer anderen Version zufolge ist der stärkste Ausbruch des mexikanischen Vulkans El Chichon, der die Ozonschicht „durchbrechen“ könnte, dafür verantwortlich, dass Löcher in der Schutzschicht der Erde entstehen. Darüber hinaus glauben Astronomen, dass die Abnahme des Schutzes auf eine Zunahme der Sonnenaktivität zurückzuführen ist.

Weltraumforschung

Und doch bleibt trotz der Vielfalt möglicher Versionen die wahrscheinlichste von ihnen anthropogen. Tatsächlich gab es Mitte des letzten Jahrhunderts zahlreiche Starts von Weltraumraketen, von denen jeder beim Start ein "Loch" in der Atmosphäre hinterließ und die Ozonschicht durchbrach. In nur dreißig Jahren Weltraumforschung wurden 30 % der Schutzbarriere der Erde zerstört, die über vier Milliarden Jahre entstanden ist!

Freon

Freon ist eine zerstörerische Substanz für Ozon, die sowohl im Alltag als auch in der Industrie weit verbreitet ist. Es war in fast allen Gaskartuschen des letzten Jahrhunderts enthalten: in Haarsprays, Parfums, Deodorants, Feuerlöschern. Es war sogar in Kühlschränken und Klimaanlagen! Kein Wunder, dass täglich neue Ozonlöcher auftauchten und die Schutzschicht immer dünner wurde.

Lösungen

Bis heute bleibt das Problem akut und relevant. Es wurden zahlreiche Vereinbarungen getroffen, die den Einsatz von ozonschichtschädigenden Stoffen in Produktion und Industrie untersagen. Aber das reicht nicht, denn es geht nicht nur darum, die Zerstörung des Ozons zu stoppen, sondern es auch wiederherzustellen. Und dieses Problem ist noch nicht gelöst.

Ozon (O 3 ) entsteht in der Atmosphäre aus Sauerstoff bei elektrischen Entladungen bei Gewittern und unter dem Einfluss der ultravioletten Strahlung der Sonne in der Stratosphäre. Die Ozonschicht (Ozonschirm, Ozonosphäre) befindet sich in der Atmosphäre in einer Höhe von 10-50 km mit einer maximalen Ozonkonzentration in einer Höhe von 20-25 km (sie ist dünner über den Polen, wie die gesamte Atmosphäre, und dicker über dem Äquator). Wenn die gesamte Ozonmenge unter normalen Bedingungen (Druck 760 mm Hg und Temperatur 20 ° C) gesammelt wird, beträgt die Dicke dieser Schicht nur 2,5 - 3 mm.

Bedeutung der Ozonschicht

Der Ozonschutz verzögert das Eindringen der stärksten UV-Strahlung der Sonne, der tödlichen „B-Bande“, die alle Lebewesen betrifft, auf die Erdoberfläche. Die Verringerung der Ozonschicht führt zu einer starken Zunahme onkologischer Erkrankungen (eine Abnahme der Schicht um 1% bedeutet eine Zunahme der ultravioletten Strahlung um 2% und führt zu einer Zunahme von Hautkrebs um 5–6%), Schäden an der Hornhaut der Augen und Blindheit, die Entwicklung einer Mutation, eine Abnahme der Produktivität einiger Pflanzenarten und mit einer starken Reduzierung - zur Zerstörung aller Lebewesen.

Überschüssige UV-Strahlung stört die Immunabwehr des Körpers und trägt zum Auftreten von Krankheiten beim Menschen wie Lupus (Hauttuberkulose), Wundrose, Pocken, Leishmaniose, Virusherpes usw. bei.

Es wurde festgestellt, dass eine Verringerung des Ozongehalts in der Atmosphäre stärker zu einer Verstärkung des Treibhauseffekts beitragen kann als eine Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration.

Übermäßiger UV-Strahlungsfluss ist schädlich für Phyto- und Zooplankton, Larven vieler Fische.

Ein bisschen Geschichte

Ozonlöcher treten am häufigsten über den Polen auf, wo die Dicke der Atmosphäre geringer ist, und sie erreichen ihre größten Ausmaße über der Antarktis (wo es kälter ist). Dieses Phänomen wurde bereits in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts festgestellt, erreichte jedoch Mitte der 80er Jahre ein Maximum.

So gab es im Oktober 1985 Berichte, dass die Ozonkonzentration in der Stratosphäre über der englischen Station Halley Bay (Antarktis) um 40% ihrer Mindestwerte und über der japanischen Station um fast das Zweifache gesunken ist. Dieses Phänomen wurde benannt "Ozon Loch". Signifikante Ozonlöcher über der Antarktis entstanden in der Regel im Frühjahr 1987, 1992, 1997, als eine Abnahme des gesamten stratosphärischen Ozons (TO) um 40-60% verzeichnet wurde. Im Frühjahr 1998 erreichte das Ozonloch über der Antarktis eine Rekordfläche - 26 Millionen Quadratmeter. km (dreimal so groß wie Australien). Und in einer Höhe von 14-25 km kam es in der Atmosphäre zu einer fast vollständigen Zerstörung des Ozons.

Ähnliche Phänomene wurden in der Arktis festgestellt (insbesondere seit dem Frühjahr 1986), aber die Größe des Ozonlochs war hier fast zweimal kleiner als über der Antarktis. Im März 1995 wurde die arktische Ozonschicht um etwa 50 % abgebaut, mit der Bildung von "Mini-Löchern" über den nördlichen Regionen Kanadas und der skandinavischen Halbinsel, den schottischen Inseln (UK).

Ozonlöcher werden nicht nur über den Polen festgestellt. Es gibt Fälle, in denen Löcher, die sich nach Südamerika ausbreiteten, zur Erblindung von Nutztieren, hauptsächlich Rindern, führten. In der Kirgisischen Republik wurde im Mai 1995 ein Ozonloch über Hochgebirgsregionen festgestellt. Die Größe und Dauer (ca. 4-5 Tage) seiner Existenz waren unbedeutend und führten zu keinen Konsequenzen.

Gründe für die Bildung von Ozonlöchern

Zahlreiche internationale Expeditionen zur Untersuchung von Ozonlöchern in der Antarktis bis in die Arktis haben festgestellt, dass neben verschiedenen natürlichen Faktoren das Vorhandensein einer erheblichen Menge an FCKW (Freonen) in der Atmosphäre immer noch der Hauptfaktor ist.

Freone (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) - leicht flüchtige, chemisch inerte Substanzen nahe der Erdoberfläche (synthetisiert in den 1930er Jahren), seit den 1960er Jahren. begann als Kältemittel (Kühlschränke, Klimaanlagen, Kühlschränke), Treibmittel für Aerosole usw. weit verbreitet zu sein. Freone, die in die oberen Schichten der Atmosphäre aufsteigen, unterliegen einer photochemischen Zersetzung und bilden Chloroxid, das Ozon (jedes Chloratom) intensiv zerstört kann 100.000 Ozonmoleküle zerstören). Die Aufenthaltsdauer von Freonen in der Atmosphäre beträgt durchschnittlich 50-200 Jahre.

SchutzmaßnahmenOzonschicht

1985 wurde das Wiener Übereinkommen zum Schutz der Ozonschicht verabschiedet.

1987 unterzeichneten Vertreter von 36 Ländern in Montreal ein Protokoll, in dem sie sich verpflichteten, die Verwendung von ozonabbauenden Stoffen (ODS) in der Industrie und in Haushalten zu reduzieren und dann ganz einzustellen. Nach 10 Jahren ist die Zahl der Länder, die dieses Protokoll unterzeichnet haben, auf 163 gestiegen.

In einer Reihe von Ländern wurden zum Schutz der Ozonschicht alternative ozonsichere Ersatzstoffe für Freone beschafft, insbesondere Unternehmen in Deutschland, Italien, der Schweiz und Großbritannien begannen, das Kältemittel Isobutan zu verwenden, das kein Ozon enthält - abbauendes Potenzial. In vielen Ländern wurde bei der Herstellung von Aerosolen begonnen, umweltfreundliches Freon zu verwenden - ein Kohlenwasserstoff-Treibmittel (80% aller weltweit produzierten Aerosole).

In den USA und Russland wurde bereits an aktiven Methoden geforscht, die auf komplexen physikalisch-chemischen Prozessen basieren und entweder die Geschwindigkeit des Ozonabbaus in der Stratosphäre reduzieren oder seine Bildung beschleunigen. Um also Ozonlöcher über der Antarktis zu schließen, ist es möglich, die Methode der Injektion (Einführung) von Ethan (C 2 H b) oder Propan (C 3 H 8) in die Stratosphäre zu verwenden, wodurch atomares Chlor gebunden wird, das Ozon zerstört , in passiven Chlorwasserstoff. Es gibt auch physikalische und chemische Methoden, die die Ozonbildung in der Stratosphäre beschleunigen, insbesondere Methoden der elektromagnetischen Strahlung, unter Verwendung elektrischer Entladungen (Ozonator-Prinzip) und Laserstrahlung.

Außerdem wurden Verfahren zu ihrer Entsorgung entwickelt, um die Freisetzung von FCKW aus den vielen verfügbaren Kühlgeräten zu verhindern.

Einführung

1.2 Ozonloch über der Antarktis

2. Hauptmaßnahmen zum Schutz der Ozonschicht

3. Die Regel der optimalen Komponentenkomplementarität

4. Gesetz N.F. Reimers über die Zerstörung der Hierarchie der Ökosysteme

Fazit

Verzeichnis der verwendeten Literatur

Einführung

Die moderne Sauerstoffatmosphäre der Erde ist ein einzigartiges Phänomen unter den Planeten des Sonnensystems, und dieses Merkmal ist mit der Anwesenheit von Leben auf unserem Planeten verbunden.

Das Problem der Ökologie für die Menschen ist jetzt zweifellos das wichtigste. Die Zerstörung der Ozonschicht der Erde weist auf die Realität einer ökologischen Katastrophe hin. Ozon - eine dreiatomige Form von Sauerstoff, wird in der oberen Atmosphäre unter dem Einfluss harter (kurzwelliger) ultravioletter Strahlung der Sonne gebildet.

Heute beunruhigt Ozon jeden, auch diejenigen, die früher nicht die Existenz einer Ozonschicht in der Atmosphäre vermuteten und nur glaubten, dass der Geruch von Ozon ein Zeichen für frische Luft ist. (Kein Wunder, dass Ozon auf Griechisch „Geruch“ bedeutet.) Dieses Interesse ist verständlich – wir sprechen von der Zukunft der gesamten Biosphäre der Erde, einschließlich des Menschen selbst. Derzeit besteht die Notwendigkeit, bestimmte verbindliche Entscheidungen für alle zu treffen, die den Erhalt der Ozonschicht ermöglichen würden. Aber damit diese Entscheidungen richtig sind, benötigen wir vollständige Informationen über die Faktoren, die die Ozonmenge in der Erdatmosphäre verändern, sowie über die Eigenschaften von Ozon und darüber, wie es auf diese Faktoren reagiert.

1. Ozonlöcher und ihre Ursachen

Die Ozonschicht ist ein breiter atmosphärischer Gürtel, der sich von 10 bis 50 km über der Erdoberfläche erstreckt. Chemisch gesehen ist Ozon ein Molekül, das aus drei Sauerstoffatomen besteht (ein Sauerstoffmolekül enthält zwei Atome). Die Ozonkonzentration in der Atmosphäre ist sehr gering, und kleine Änderungen in der Ozonmenge führen zu großen Änderungen in der Intensität des ultravioletten Lichts, das die Erdoberfläche erreicht. Im Gegensatz zu gewöhnlichem Sauerstoff ist Ozon instabil, es wandelt sich leicht in eine zweiatomige, stabile Form von Sauerstoff um. Ozon ist ein viel stärkeres Oxidationsmittel als Sauerstoff, wodurch es Bakterien abtöten und Pflanzenwachstum und -entwicklung hemmen kann. Aufgrund seiner geringen Konzentration in den Oberflächenschichten der Luft unter normalen Bedingungen haben diese Eigenschaften jedoch praktisch keinen Einfluss auf den Zustand lebender Systeme.

Viel wichtiger ist seine andere Eigenschaft, die dieses Gas für alles Leben an Land absolut notwendig macht. Diese Eigenschaft ist die Fähigkeit von Ozon, harte (kurzwellige) ultraviolette (UV) Strahlung von der Sonne zu absorbieren. Quanten von hartem UV haben genug Energie, um einige chemische Bindungen aufzubrechen, daher wird sie als ionisierende Strahlung bezeichnet. Wie andere Strahlung dieser Art, Röntgen- und Gammastrahlung, verursacht sie zahlreiche Störungen in den Zellen lebender Organismen. Ozon entsteht unter dem Einfluss energiereicher Sonnenstrahlung, die die Reaktion zwischen O 2 und freien Sauerstoffatomen anregt. Unter dem Einfluss mäßiger Strahlung zerfällt es und absorbiert die Energie dieser Strahlung. Dieser Kreisprozess „frisst“ also das gefährliche Ultraviolett.

Ozonmoleküle sind wie Sauerstoff elektrisch neutral, d.h. tragen keine elektrische Ladung. Daher beeinflusst das Magnetfeld der Erde selbst nicht die Verteilung von Ozon in der Atmosphäre. Die obere Schicht der Atmosphäre, die Ionosphäre, fällt fast mit der Ozonschicht zusammen.

In den Polarzonen, wo die Kraftlinien des Erdmagnetfeldes auf seiner Oberfläche geschlossen sind, ist die Verzerrung der Ionosphäre sehr signifikant. Die Anzahl der Ionen, einschließlich ionisiertem Sauerstoff, in den oberen Schichten der Atmosphäre der Polarzonen wird reduziert. Der Hauptgrund für den geringen Ozongehalt im Bereich der Pole ist aber die geringe Intensität der Sonnenstrahlung, die selbst am Polartag in kleinen Winkeln zum Horizont fällt und während der Polarnacht vollständig fehlt. Der Bereich polarer „Löcher“ in der Ozonschicht ist ein zuverlässiger Indikator für Änderungen des gesamten atmosphärischen Ozons.

Der Ozongehalt in der Atmosphäre schwankt aufgrund vieler natürlicher Ursachen. Periodische Schwankungen sind mit Zyklen der Sonnenaktivität verbunden; Viele Bestandteile vulkanischer Gase sind in der Lage, Ozon zu zerstören, sodass eine Zunahme der vulkanischen Aktivität zu einer Abnahme seiner Konzentration führt. Ozonzerstörende Substanzen werden durch hohe, superorkanartige Geschwindigkeiten der Luftströmungen in der Stratosphäre über große Flächen verteilt. Da nicht nur Ozonabbauer transportiert werden, sondern auch Ozon selbst, breiten sich Ozonkonzentrationsstörungen schnell großräumig aus und lokale kleine „Löcher“ im Ozonschild, verursacht z. B. durch einen Raketenstart, werden relativ schnell eingezogen. Nur in den Polarregionen ist die Luft inaktiv, wodurch das dortige Verschwinden des Ozons nicht durch Drift aus anderen Breiten kompensiert wird und die polaren "Ozonlöcher", insbesondere am Südpol, sehr stabil sind.

1.1 Quellen des Ozonabbaus

Zu den Ozonschichtabbauern gehören:

1) Freone.

Ozon wird unter dem Einfluss von Chlorverbindungen, den so genannten Freonen, zerstört, die, ebenfalls unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung zerstört, Chlor freisetzen, das das „dritte“ Atom von den Ozonmolekülen „abreißt“. Chlor bildet keine Verbindungen, sondern dient als „Bruch“-Katalysator. So kann ein Chloratom sehr viel Ozon „zerstören“. Es wird angenommen, dass Chlorverbindungen 50 bis 1500 Jahre (je nach Zusammensetzung der Substanz) der Erde in der Atmosphäre verbleiben können. Beobachtungen der Ozonschicht des Planeten werden seit Mitte der 1950er Jahre von Antarktisexpeditionen durchgeführt.

Das Ozonloch über der Antarktis, das im Frühling zunimmt und im Herbst abnimmt, wurde 1985 entdeckt. Die Entdeckung der Meteorologen verursachte eine Kette von Folgen wirtschaftlicher Natur. Tatsache ist, dass die chemische Industrie für die Existenz eines „Lochs“ verantwortlich gemacht wurde, die Stoffe herstellt, die Freone enthalten, die zur Zerstörung von Ozon beitragen (von Deodorants bis zu Kühlaggregaten).

Es besteht kein Konsens über die Frage, wie viel eine Person an der Bildung von „Ozonlöchern“ schuld ist.

Einerseits ja, definitiv schuldig. Die Produktion von ozonabbauenden Verbindungen sollte minimiert oder besser noch ganz eingestellt werden. Das heißt, den gesamten Industriesektor mit einem Umsatz von vielen Milliarden Dollar aufzugeben. Und wenn Sie sich nicht weigern, übertragen Sie es auf eine „sichere“ Strecke, die auch Geld kostet.

Der Standpunkt der Skeptiker: Der menschliche Einfluss auf atmosphärische Prozesse ist bei aller Zerstörungskraft auf lokaler Ebene auf planetarischer Ebene vernachlässigbar. Die Anti-Freon-Kampagne der „Grünen“ hat einen völlig transparenten wirtschaftlichen und politischen Hintergrund: Mit ihrer Hilfe ersticken große amerikanische Konzerne (zB DuPont) ihre ausländischen Konkurrenten, indem sie Vereinbarungen zum „Umweltschutz“ auf staatlicher Ebene und mit Gewalt durchsetzen Einführung einer neuen technologischen Revolution, der wirtschaftlich schwache Staaten nicht standhalten können.

2) Höhenflugzeuge.

Die Zerstörung der Ozonschicht wird nicht nur durch Freone erleichtert, die in die Atmosphäre freigesetzt werden und in die Stratosphäre gelangen. An der Zerstörung der Ozonschicht sind auch Stickoxide beteiligt, die bei Atomexplosionen entstehen. Aber auch in den Brennkammern von Turbojet-Triebwerken für Höhenflugzeuge entstehen Stickoxide. Aus dem dort vorhandenen Stickstoff und Sauerstoff entstehen Stickoxide. Die Stickoxidbildungsrate ist umso größer, je höher die Temperatur, also je größer die Motorleistung ist.

Nicht nur die Motorleistung eines Flugzeugs ist wichtig, sondern auch die Höhe, in der es fliegt und ozonzerstörende Stickoxide freisetzt. Je höher das Oxid oder Lachgas gebildet wird, desto zerstörerischer ist es für Ozon.

Die Gesamtmenge an Stickoxiden, die pro Jahr in die Atmosphäre freigesetzt wird, wird auf 1 Milliarde Tonnen geschätzt, etwa ein Drittel davon wird von Flugzeugen oberhalb der durchschnittlichen Tropopausenhöhe (11 km) emittiert. Bei Flugzeugen sind die schädlichsten Emissionen Militärflugzeuge, deren Zahl in die Zehntausende geht. Sie fliegen hauptsächlich in den Höhen der Ozonschicht.

3) Mineraldünger.

Ozon in der Stratosphäre kann auch dadurch abnehmen, dass Lachgas N 2 O in die Stratosphäre gelangt, das bei der Denitrifikation von durch Bodenbakterien gebundenem Stickstoff entsteht. Die gleiche Denitrifikation von gebundenem Stickstoff wird auch von Mikroorganismen in der oberen Schicht der Ozeane und Meere durchgeführt. Der Prozess der Denitrifikation steht in direktem Zusammenhang mit der Menge an gebundenem Stickstoff im Boden. Man kann also sicher sein, dass mit zunehmender Menge an Mineraldünger, die auf den Boden ausgebracht wird, auch die Menge an gebildetem Lachgas N 2 O in gleichem Maße zunimmt, außerdem werden aus Lachgas, das Blei, Stickoxide gebildet zur Zerstörung des stratosphärischen Ozons.

4) Nukleare Explosionen.

Atomexplosionen setzen viel Energie in Form von Wärme frei. Innerhalb weniger Sekunden nach einer nuklearen Explosion stellt sich eine Temperatur von 6000 0 K ein. Das ist die Energie des Feuerballs. In einer stark erhitzten Atmosphäre finden solche Umwandlungen chemischer Substanzen statt, die unter normalen Bedingungen entweder nicht stattfinden oder sehr langsam ablaufen. Was das Ozon anbelangt, so ist sein Verschwinden am gefährlichsten die Stickoxide, die während dieser Umwandlungen gebildet werden. So wurden im Zeitraum von 1952 bis 1971 infolge von Atomexplosionen etwa 3 Millionen Tonnen Stickoxide in der Atmosphäre gebildet. Ihr weiteres Schicksal ist folgendes: Durch die Durchmischung der Atmosphäre fallen sie in unterschiedliche Höhen, auch in die Atmosphäre. Dort gehen sie unter Beteiligung von Ozon chemische Reaktionen ein, die zu dessen Zerstörung führen.

5) Brennstoffverbrennung.