גבוה מעל ראשינו, בסטרטוספירה, בגובה של 19-48 ק מ, כדור הארץ מוקף באוזון. זה סוג של חמצן. אם מולקולת החמצן באוויר מורכבת משני אטומי חמצן המחוברים זה לזה - O2, אזי המולקולה, בעלת שלושה אטומים, מסומנת בנוסחה של אוזון - O3. הוא נוצר על ידי אור השמש. כאשר קרניים אולטרה סגולות מהשמש עוברות באטמוספירה, הן הורסים מולקולות חמצן דו-אטומיות רגילות. כל אטום משוחרר מצטרף ל-O2 השכן. כך נוצרת הנוסחה הכימית של האוזון - O3.
מהו אוזון?
הפיזיקאים הצרפתים פאברי ובויסון גילו את הגז הזה בפעם הראשונה. ב-1913 הם קבעו שקרני השמש באורך גל של 200 עד 300 ננומטר נספגות באופן פעיל באטמוספירה של כדור הארץ. המונח "אוזון" ביוונית פירושו "ריחני", "ריחני". כולם מכירים את הריח האופייני של הגז הזה שמתרחש לאחר סופת רעמים. חמצן קיים באטמוספירה בשלוש צורות אלוטרופיות: O2 - מולקולרי, O - אטומי ו-O3 - נוסחת האוזון, המתקבלת על ידי שילוב כימי של השניים הראשונים.
נכסי גז
שכבת האוזון מספיקהדק, כמעט בלתי נראה. אם כל המולקולות של הגז הזה, התופסות 29 ק מ של שטח, היו משולבות לכדור מוצק אחד, עוביו היה לוקח רק שליש סנטימטר. חלק מהאוזון נמצא באוויר מעל פני כדור הארץ. כאשר פליטת מכוניות או ערפיח משתחררים לאוויר, אור השמש מגיב עם הכימיקלים בפליטות ויוצר אוזון. הוא מורגש במיוחד ביום חם, באוויר המלא בערפיח, כי הוא מגיע לרמה מאיימת על הבריאות. הנוסחה של חומר האוזון אינה יציבה פיזית, ובריכוז של יותר מ-9% באוויר, הגז מתפוצץ, כך שאחסונו אפשרי רק בטמפרטורות נמוכות. לאחר קירור ל-111.90C הגז הופך לנוזל.
עודף אוזון
אדם לא יכול לחיות בחמצן טהור, כמות קטנה של אוזון באטמוספירה מועילה לו, אבל הריכוז המופרז שלו עלול להיות קטלני. אתה לא צריך לנשום את זה כי צורת חמצן זו עלולה להזיק לריאות שלך. ספורטאים השואפים כמויות גדולות של אוויר עמוס באוזון עלולים להתלונן על כבדות וכאב בעת שאיפה. עצים וצמחים הגדלים לאורך הכביש המהיר, שבו האוויר רווי בגזי פליטה, סובלים גם הם מעודף אוזון. מאפיין כזה של גז זה מעל פני השטח של כדור הארץ. התוכן הטבעי שלו (חלק אחד שלו בעשרות מיליוני חלקים אחרים באוויר) לוקח חלק בתהליכי החמצון המתרחשים ברמה התאית בגוף האדם. בנוסחת האוזון, רק אטום חמצן אחד פועל כחומר מחמצן, ושנייםהשאר מופרשים כחמצן חופשי.
נכסים שימושיים
כאשר משתמשים באוויר פנימי מטוהר לחלוטין, החוקרים הבחינו בעלייה במספר המחלות של האנשים בהם. הסיבה התבררה כפשוטה - המחסור באוזון באוויר המטוהר הוביל להפרעות בגוף. מנות קטנות רגילות של גז מועילות גם למניעת מחלות.
מהו אפקט הגז? בהתחשב בתוצאות הניסויים, מדענים הגיעו למסקנה שאוזון מוביל להרס של כמעט כל הנגיפים, החיידקים, הפרוטוזואה, כמו גם עובש ושמרים, המופיעים באופן טבעי. תוך דקות ספורות, מנה קטנה (נוסחת האוזון O3) בליטר אוויר מנטרלת את כל החומרים המסוכנים לאדם. אחרי הכל, אוזון הוא תהליך טבעי, המשותף לגוף. אפילו בחדר, האוזון מרענן את האוויר, מסיר למעשה את הסיכון להידבקות במחלות מוטסות, מנטרל עשן, אבק ואלרגנים, תרכובות מתכות כבדות ושאר רכיבי אוויר המזיקים לבני אדם. תרכובות אלו מתפרקות למים, חמצן ופחמן דו חמצני, מאבדות מהרעילות שלהן ומסירות ריחות לא נעימים. בהתחשב בנוסחה של האוזון בכימיה, כוח החמצון הגבוה שלו משמש יותר ויותר לחיטוי אוויר ומי שתייה.
שכבה 20 קילומטרים מעל פני כדור הארץ למעשה מגנה על בריאותנו על ידי קליטת קרניים אולטרה סגולות. הוא פועל כמסנן, המגן על כדור הארץ מפני קרינה אולטרה סגולה מזיקה.ללא שכבת הגנה, החיים על הפלנטה יהיו בלתי אפשריים. הוכח כי החי והצומח הופיעו על פני כדור הארץ רק כאשר נוצר מגן רב עוצמה, המגן עליו מקרינת השמש. אולטרה סגול עוזרת לעור לקבל שיזוף יפה, אך יחד עם זאת, היא האשם העיקרי של כוויות שמש וסרטן העור.
חור באוזון
בשנות ה-70, מדענים שחקרו את שכבת האוזון מעל כדור הארץ גילו כי כימיקלים המשמשים במקררים, מזגנים ואירוסולים עלולים להרוס את האוזון. גזים משתחררים לאוויר בכל פעם שמתקנים מכשירים אלו או כאשר מרוססים אירוסולים שונים. לדברי מדענים, הגזים המזיקים מגיעים בסופו של דבר למולקולות האוזון. במקביל, קרינת השמש משחררת כלור מפחמימני כלור-פלואור, אשר הורס את הנוסחה המבנית של האוזון, והופך אותו לחמצן רגיל. לפיכך, שכבת המגן נהרסת. עוד 15 שנים מאוחר יותר, מדענים בריטים גילו תגלית מדהימה: חור ענק בשכבת האוזון ממוקם מעל אנטארקטיקה. חור זה מופיע בכל אביב והוא בערך בגודל של ארצות הברית. כאשר כיוון הרוח משתנה עקב חילופי העונות, החור מתמלא מחדש במולקולות אוזון. במקרה זה, מספר מסוים של מולקולות ממלאות את החור, בעוד שבחלקים אחרים שכבת הגז הופכת דקה יותר.
מה מאיים על הפחתת שכבת ההגנה?
בחורף 1992, שכבת האוזון מעל אירופה וקנדה הלכה והתדלקה ב-20%. באזורים שבהם שכבה זולא צפוף מספיק ואינו מסוגל לסנן קרינה חזקה, מספר מקרי סרטן העור גדל בצורה ניכרת. מעל אנטארקטיקה עצמה, מדענים רשמו רמות גבוהות ביותר של כלור חד חמצני, הנוצר כתוצאה מהרס האוזון על ידי כלור. החוקרים חישבו כי אובדן של 1% בלבד משכבת ההגנה מביא לעלייה בכמות הקרינה האולטרה סגולה המגיעה לכדור הארץ ב-2%, ובמקביל, מספר מקרי סרטן העור גדל ב-3-6%. קרינה אולטרה סגולה הורסת גם את חסינות הגוף, מה שהופך אדם לחסר הגנה יותר מפני זיהומים. אולטרה סגול עלול להזיק לתאים של כל הצמחים, מדגנים ועד עצים.
מכיוון ששכבת האוזון שומרת על חום, ככל ששכבת האוזון פוחתת, האוויר בקו הרוחב הזה מתקרר, ומשנה את הרוחות ומזג האוויר בעולם. קשה לחזות איזו השפעה תהיה לדלדול השכבה על האקלים בעתיד, מדענים צופים התייבשות שטחים טבעיים, אובדן חלק מהצמחייה וחוסר מזון אם לא תיפתר בעיית השמדת הגז הזה.. גם עם הפסקת הפעילות האנושית, הכרוכה בפליטת גזים ההורסים את שכבת המגן, יעברו לפחות 100 שנים עד שהיא תחזור לרמה הקודמת.
