Մեր գլխից բարձր՝ ստրատոսֆերայում, 19-48 կմ բարձրության վրա, մոլորակը շրջապատված է օզոնով։ Դա թթվածնի տեսակ է: Եթե օդում թթվածնի մոլեկուլը բաղկացած է իրար միացված թթվածնի երկու ատոմներից՝ O2, ապա այն մոլեկուլը, որն ունի երեք ատոմ, նշվում է օզոնի՝ O3 բանաձևով։ Այն ստեղծվում է արևի լույսով։ Երբ Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները անցնում են մթնոլորտով, դրանք ոչնչացնում են սովորական երկատոմային թթվածնի մոլեկուլները: Յուրաքանչյուր ազատված ատոմ միանում է հարեւան O2-ին: Այսպես է ձևավորվում օզոնի քիմիական բանաձևը՝ O3.
Ի՞նչ է օզոնը:
Ֆրանսիացի ֆիզիկոսներ Ֆաբրի և Բուիսսոնն առաջին անգամ հայտնաբերեցին այս գազը։ 1913 թվականին նրանք պարզեցին, որ 200-300 նմ ալիքի երկարությամբ արևի ճառագայթները ակտիվորեն կլանում են Երկրի մթնոլորտը։ «Օզոն» տերմինը հունարեն նշանակում է «բուրավետ», «բուրավետ»: Բոլորին է հայտնի այս գազի բնորոշ հոտը, որն առաջանում է ամպրոպից հետո։ Մթնոլորտում թթվածինը առկա է երեք ալոտրոպ ձևերով՝ O2 - մոլեկուլային, O - ատոմային և O3 - օզոնի բանաձևը, որը ստացվում է առաջին երկուսի քիմիական միացմամբ:
Գազի հատկություններ
Օզոնային շերտը բավական էբարակ, գրեթե անտեսանելի: Եթե այս գազի բոլոր մոլեկուլները, որոնք զբաղեցնում են 29 կմ տարածություն, միավորվեին մեկ պինդ գնդակի մեջ, ապա նրա հաստությունը կկազմի սանտիմետրի միայն մեկ երրորդը: Օզոնի մի մասը գտնվում է օդում Երկրի մակերեւույթից բարձր: Երբ մեքենաների արտանետումները կամ մշուշը արտանետվում են օդ, արևի լույսը արձագանքում է արտանետվող քիմիական նյութերի հետ՝ առաջացնելով օզոն: Այն հատկապես զգացվում է շոգ օրերին՝ մշուշով լցված օդում, քանի որ այն հասնում է առողջությանը սպառնացող մակարդակի։ Օզոնային նյութի բանաձեւը ֆիզիկապես անկայուն է, իսկ օդում 9%-ից ավելի կոնցենտրացիայի դեպքում գազը պայթում է, ուստի դրա պահպանումը հնարավոր է միայն ցածր ջերմաստիճանի դեպքում։ Երբ սառչում է մինչև -111,90C գազը վերածվում է հեղուկի։
Օզոնի ավելցուկ
Մարդը չի կարող ապրել մաքուր թթվածնի մեջ, նրան օգտակար է մթնոլորտի փոքր քանակությամբ օզոնը, սակայն դրա ավելցուկային կոնցենտրացիան կարող է մահացու լինել։ Ձեզ հարկավոր չէ այն շնչել, քանի որ թթվածնի այս ձևը կարող է վնասել ձեր թոքերը: Այն մարզիկները, ովքեր ներշնչում են մեծ քանակությամբ օզոնով լցված օդ, կարող են բողոքել ծանրությունից և ցավից ներշնչելիս: Օզոնի ավելցուկից տուժում են նաև մայրուղու երկայնքով աճող ծառերն ու բույսերը, որտեղ օդը հագեցած է արտանետվող գազերով։ Այս գազի նման բնութագիրը երկրի հենց մակերևույթից բարձր է: Դրա բնական պարունակությունը (դրա մի մասը օդի տասնյակ միլիոնավոր այլ մասերում) մասնակցում է մարդու օրգանիզմում բջջային մակարդակում տեղի ունեցող օքսիդատիվ գործընթացներին: Օզոնի բանաձևում թթվածնի միայն մեկ ատոմը գործում է որպես օքսիդացնող նյութ, և երկումնացածն արտազատվում է ազատ թթվածնի տեսքով։
Օգտակար հատկություններ
Բոլորովին մաքրված ներսի օդն օգտագործելիս հետազոտողները նկատել են դրանցում մարդկանց հիվանդությունների թվի աճ: Պատճառը պարզվեց՝ մաքրված օդում օզոնի բացակայությունը հանգեցրել է օրգանիզմում անկարգությունների։ Գազի կանոնավոր փոքր չափաբաժինները նույնպես օգտակար են հիվանդությունների կանխարգելման համար։
Ի՞նչ է գազի էֆեկտը: Հաշվի առնելով փորձերի արդյունքները՝ գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ օզոնը հանգեցնում է գրեթե բոլոր բնական վիրուսների, բակտերիաների, նախակենդանիների, ինչպես նաև բորբոսների և խմորիչների ոչնչացմանը: Մի քանի րոպեում մեկ լիտր օդի փոքր չափաբաժինը (օզոնային բանաձեւը O3) չեզոքացնում է մարդկանց համար վտանգավոր բոլոր նյութերը։ Ի վերջո, օզոնացումը բնական գործընթաց է, որը բնորոշ է մարմնին: Նույնիսկ սենյակում օզոնը թարմացնում է օդը, գործնականում վերացնում է օդակաթիլային հիվանդություններով վարակվելու վտանգը, չեզոքացնում է ծուխը, փոշին և ալերգենները, ծանր մետաղների միացությունները և մարդու համար վնասակար օդի այլ բաղադրիչները: Քայքայվելով ջրի, թթվածնի և ածխաթթու գազի՝ այս միացությունները կորցնում են իրենց թունավորությունը և հեռացնում տհաճ հոտերը։ Հաշվի առնելով քիմիայի մեջ օզոնի բանաձևը, դրա բարձր օքսիդացնող ուժն ավելի ու ավելի է օգտագործվում օդը և խմելու ջուրը ախտահանելու համար:
Երկրի մակերեւույթից 20 կիլոմետր բարձրության վրա գտնվող շերտը իրականում պաշտպանում է մեր առողջությունը՝ կլանելով ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները: Այն գործում է որպես զտիչ՝ պաշտպանելով Երկիրը վնասակար ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից։Առանց պաշտպանիչ շերտի կյանքը մոլորակի վրա անհնար կլիներ։ Ապացուցված է, որ բուսական աշխարհը և կենդանական աշխարհը հայտնվել են Երկրի վրա միայն այն ժամանակ, երբ ձևավորվել է հզոր վահան՝ պաշտպանելով այն արևի ճառագայթներից։ Ուլտրամանուշակագույնն օգնում է մաշկին ստանալ գեղեցիկ արևայրուք, բայց միևնույն ժամանակ այն արևայրուկի և մաշկի քաղցկեղի հիմնական մեղավորն է։
Օզոնային փոս
1970-ականներին գիտնականները, ուսումնասիրելով մոլորակի վերևում գտնվող օզոնային շերտը, պարզեցին, որ սառնարաններում, օդորակիչներում և աերոզոլներում օգտագործվող քիմիական նյութերը կարող են ոչնչացնել օզոնը: Գազերը օդ են արտանետվում, երբ այդ սարքերը վերանորոգվում են կամ տարբեր աերոզոլներ են ցողվում: Գիտնականների կարծիքով՝ վնասակար գազերը ի վերջո հասնում են օզոնի մոլեկուլներին։ Միևնույն ժամանակ արևի ճառագայթումը քլոր-ֆտոր ածխաջրածիններից քլոր է արտազատում, որը քայքայում է օզոնի կառուցվածքային բանաձևը՝ վերածելով այն սովորական թթվածնի։ Այսպիսով, պաշտպանիչ շերտը ոչնչացվում է: Եվս 15 տարի անց բրիտանացի գիտնականները ապշեցուցիչ բացահայտում արեցին՝ օզոնային շերտում հսկայական անցք է գտնվում Անտարկտիդայի վերևում: Այս անցքը հայտնվում է ամեն գարուն և ունի ԱՄՆ-ի չափ: Երբ եղանակների փոփոխության պատճառով քամու ուղղությունը փոխվում է, փոսը նորից լցվում է օզոնի մոլեկուլներով։ Այս դեպքում փոսը լցվում է որոշակի քանակությամբ մոլեկուլներ, իսկ մյուս մասերում գազի շերտը բարակվում է։
Ի՞նչն է սպառնում պաշտպանիչ շերտի կրճատմանը
1992 թվականի ձմռանը Եվրոպայի և Կանադայի վրայի օզոնային շերտը նոսրացավ 20%-ով։ Այն տարածքներում, որտեղ այս շերտըանբավարար խիտ և ուժեղ ճառագայթումը զտելու անկարողություն, մաշկի քաղցկեղի դեպքերի թիվը նկատելիորեն ավելանում է: Անտարկտիդայի վրա գիտնականները գրանցել են քլորի մոնօքսիդի չափազանց բարձր մակարդակ, որը ձևավորվում է քլորի կողմից օզոնի ոչնչացման արդյունքում: Հետազոտողները հաշվարկել են, որ պաշտպանիչ շերտի միայն 1%-ի կորուստը հանգեցնում է Երկիր հասնող ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման 2%-ով ավելացմանը, միաժամանակ՝ մաշկի քաղցկեղի դեպքերի թիվն ավելանում է 3-6%-ով։ Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը ոչնչացնում է նաեւ օրգանիզմի իմունիտետը՝ մարդուն ավելի անպաշտպան դարձնելով վարակների դեմ։ Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը կարող է վնասել բոլոր բույսերի բջիջները՝ հացահատիկից մինչև ծառեր։
Քանի որ օզոնային շերտը պահպանում է ջերմությունը, քանի որ օզոնային շերտը նվազում է, օդն այս լայնության վրա սառչում է՝ փոխելով աշխարհի քամիներն ու եղանակը: Դժվար է կանխատեսել, թե ապագայում ինչ ազդեցություն կունենա շերտի քայքայումը կլիմայի վրա, գիտնականները կանխատեսում են բնական տարածքների չորացում, բուսականության մի մասի կորուստ և սննդի անբավարար քանակություն, եթե այդ գազը ոչնչացնելու խնդիրը չլուծվի։. Անգամ մարդու գործունեության դադարեցման դեպքում, որը ենթադրում է գազերի արտանետումներ, որոնք ոչնչացնում են պաշտպանիչ շերտը, առնվազն 100 տարի կպահանջվի, որպեսզի այն վերադառնա նախկին մակարդակին։
