Was sind die Ursachen das Loch in der Ozonschicht?
Die Luftverschmutzung hat die Fähigkeit, die Erde gesamte Ökosystem zu beeinflussen, als Umweltwissenschaftler realisiert, wenn sie direkte Verbindungen zwischen Ozonschicht Zerstörung und vom Menschen verursachte Schadstoffe genannt FCKW gefunden. Um die Ozonschicht zu verstehen, müssen Sie mit der Atmosphäre als Ganzes zu kennen. Erde wird durch Schichten von Gas mit unterschiedlichen Temperaturen, Drücken und Zusammensetzungen umgeben.
Diese Figur stellt jede der Schichten in die Erdatmosphäre.
Beginnend am Boden, gehen die Schichten wie folgt zusammen:
Troposphäre
Stratosphäre
Mesosphäre
thermosphere
Also, wo ist die Ozonschicht in dieser Liste? Eigentlich ist die Ozonschicht nicht ein bestimmtes Niveau des Atmosphäre- eher, es ist ein dickes Band von Ozonmolekülen an der Spitze der Stratosphäre Ebene.
Wie wird die Ozonschicht erstellt?
Die Erde Ozonschicht besteht aus Molekülen Ozon, oder O3. Diese Moleküle stellen eine Schutzschicht um die Erde, einen großen Teil der Sonnenstrahlung absorbiert, insbesondere ein Teil der schädlichen ultravioletten (UV) Strahlen, die Sonnenbrand verursachen.
Ozon wird natürlich entstehen, wenn UV-Strahlung trifft Sauerstoffgasmolekülen (O2) Und bricht sie auseinander in einzelne Sauerstoffatome einige. Diese einzelnen Sauerstoffatome verbinden sich dann mit anderen O2 Gasmoleküle, Bildung O3. In einer ähnlichen Reaktion, O3 Moleküle können in Atome O und O-Moleküle aufgebrochen werden2.
Auf diese Weise, Ozon, Sauerstoffgas und freie Sauerstoffatome ständig kombiniert werden auseinandergebrochen und in der Stratosphäre rekombiniert. Diese Reaktionen werden durch die Energie von UV-Strahlung angetrieben, der in dem Prozess absorbiert wird.
Diese Formeln und Abbildung veranschaulichen diesen Prozess:
O2 + O + UV-Energie # 8594- O3
O3 + UV-Energie # 8594- O2 + O
Wie wird die Ozonschicht aufgebraucht?
In den 1980er Jahren, bemerkte die Wissenschaftler, dass die Ozonschicht über dem Südpol als gewöhnlich viel dünner war immer. Nach einiger Studie erkannten atmosphärischen Wissenschaftler, dass diese Ozon depletion eine Folge von Luftschadstoffen aus menschlichen Aktivitäten war - speziell, die Freisetzung von nicht-toxischen, Aerosolgasmoleküle Chlor genannt.
Fluorchlor, oder FCKW, sind chemisch inaktiv (inert) Gasmoleküle häufig in Feuerlöschern verwendet, viele verschiedene Arten von Aerosoldosen (wie Haarspray) und Kühlschrank Kühlmittel in den 1920er Jahren begann. Unter Verwendung solcher Produkte freigibt FCKW in die Atmosphäre, ein Auftreten niemand zu viel über immerhin für viele jahrzehnte besorgt, die Moleküle chemisch inert sind und nicht toxisch, also kein Problem, nicht wahr? Nicht so schnell.
Nach der stabilen und inerten FCKW in der Atmosphäre sind, brechen sie nicht oder mit etwas um sie herum reagieren, bis sie die Stratosphäre erreichen, wo die UV-Strahlung ist sehr intensiv. Die hohe Energie in der UV-Strahlung stark genug sind Chloratome entfernt von der CFC-Molekül zu brechen. Diese freien Chloratome dann auseinander brechen Ozon-Moleküle in der folgenden Reaktion:
O3 + Cl # 8594- ClO + O2
Obwohl die dritte Sauerstoffatom in der O3 Molekül an das Chloratom gebunden ist, es ist mehr auf andere, einzelne Sauerstoffatome angezogen, so dass nach der ClO Verbindung erstellt wird, es ändert sich schnell wieder, wie folgt aus:
ClO + O # 8594- Cl + O2
Bei diesen Reaktionen wirkt das Chlor aus dem CFC-Molekül als Katalysator - es hilft O auseinander zu brechen3 Moleküle und bilden O2 Molekülen. Das Ergebnis ist, dass im Gegensatz zu den natürlichen Kreislauf der Ozonbildung und das Recycling wird das Ozon nach unten in O gebrochen2 und nicht wieder in O recycelt3 weil keine freien Sauerstoffatome für O gelassen2 zu kombinieren mit. Diese Abbildung zeigt diesen Vorgang.
Die Anwesenheit von Chloratomen in der Atmosphäre ändert sich die natürliche Ozonreaktion (die, die UV-Energie absorbiert) aus der Reaktion
O2 + O # 8596- O3
nach
O3 + O # 8594- 2O2
Die zweite Reaktion wird durch die Anwesenheit von Chloratomen angetrieben und nicht UV-Energie absorbieren. Das Ergebnis ist eine Stratosphäre in Ozon molecules- fehlt aufgrund dieser Änderung hat die Schutzschicht aus Ozon allmählich dünner werden und weniger Schutz auf der ganzen Welt.