När tung, lungskadande smog sänker sig över städer som Los Angeles och Milano är det naturligt att höja näven och förbanna ozon. Ozonmolekyler, helt enkelt tre syreatomer bundna tillsammans, är extremt reaktiva och kan orsaka verklig skada på marknivå. Men högre upp är ozon en fördelaktig och avgörande komponent i jordens atmosfär.
stratosfären -- lagret av vår atmosfär precis ovanför det vi andas -- innehåller bara ett tunt lager av ozon . Det finns ungefär tre ozon (O3). ) molekyler för varje 10 miljoner luftmolekyler, och detta lager är tjockare över polerna än ekvatorn [källa:NOAA]. Det kan tyckas obetydligt jämfört med djupet i resten av atmosfären, men det gör ett mycket viktigt jobb. Det hindrar mycket av solens ultravioletta B (UV-B) ljus från att nå jorden. Detta UV-ljus kan orsaka hudcancer, grå starr och andra störningar.
Ozon skyddar oss från solen genom att interagera med ljus. Det skapas när ultraviolett ljus träffar syremolekyler (O2 ) i stratosfären och delar upp molekylerna i två syreatomer (O). När denna atom möter en annan syremolekyl kombineras de två för att skapa ozon (O3 ). Ultraviolett ljus bryter också ner ozon tillbaka till en syremolekyl och en syreatom. Kolla in den här animationen från NASA för att se hur det här fungerar.
Denna process kallas ozon-syrecykeln , och det omvandlar UV-strålning till värme och skyddar jorden. Andra ämnen i stratosfären, som klor, bryter ner ozonet tillbaka till syremolekyler och atomer. Vanligtvis är uppbyggnad och nedbrytning en balanserad process, men den kan förändras beroende på årstid och på grund av naturliga händelser som vulkanutbrott.
Men de flesta forskare är överens om att mänsklig aktivitet har orsakat en obalans i syre-ozoncykeln som har lett till ett hål i ozonskiktet över Antarktis. I den här artikeln tar vi reda på vad som orsakar hålet, om vi kan skapa en lapp och vad vi kan göra för att hjälpa till att stoppa utarmningen av vårt kritiska UV-skydd.
Så, hur sker ozonnedbrytning i första hand?
Innehåll
Ozon-syrecykeln som håller ozonskiktet relativt stabilt har spårats ur. Problemet är att mer ozon bryts ner än vad solen kan bygga upp igen. Denna obalans kommer från "hålet", eller förtunningen, i ozonskiktet över Antarktis. Människoproducerade ozonnedbrytande föreningar gör det mesta av skadan.
Ozonnedbrytande föreningar innehåller brom, klor, fluor, kol och/eller väte i olika kombinationer. Du har säkert hört talas om en av de vanligaste typerna av ozonnedbrytande föreningar, känd som klorfluorkolväten (CFC ). CFC innehåller endast fluor, kol och klor och har traditionellt använts i kylning, luftkonditionering, aerosolburkar och som industriella lösningsmedel. Ett överflöd av dessa föreningar, som släpps ut i luften av mänskliga aktiviteter, har resulterat i det antarktiska ozonhålet.
Komplexa kemiska reaktioner, som inträffar i Antarktis under vintern och våren, verkar för att förstöra ozon. På vintern når solen inte sydpolen och en polarvirvel bildas. Den polära virveln är en luftström runt polen som isolerar luften. De CFC som kommer till virveln kan inte ta sig ut, så de koncentreras där.
När solljuset återvänder till Antarktis på våren bryter kemiska reaktioner på ytan av dessa moln ned ozonnedbrytande föreningar till atomer av klor och brom . Dessa atomer är dödliga för ozon. En kloratom kan bryta isär 100 000 ozonmolekyler, och brom är 40 gånger mer destruktiv [källa:EPA]. Detta händer naturligt i stratosfären, men klor och brom där är inte så koncentrerat som det blir under den antarktiska våren. Dessa atomer förstör mycket av ozonet över Antarktis, vilket gör att resten av ozonskiktet kastas bort.
Den polära virveln existerar bara över Antarktis, varför ozon-"hålet" bara finns där. Men ju större hålet blir, desto tunnare blir ozonskiktet över resten av jorden. Det betyder att farligare UV-strålning kommer att nå jordens yta.
En självklar lösning vore alltså att pumpa upp mer ozon för att försöka motverka uttunningen. Men att skapa en ozonfläck är inte ett enkelt förslag.
Om vi kunde lappa hålet över Antarktis, kan den naturliga ozon-syrecykeln falla tillbaka i balans. Men tyvärr kan vi inte göra mer ozon för att lappa hålet. Det tar mycket energi att göra ozonmolekyler -- i atmosfären driver solens intensiva energi det mesta av arbetet. Men nere på marknivå är det inget praktiskt förslag. Dessutom är ozon en så farlig förorening på marknivå att det kanske inte är klokt att producera det även om det vore lättare att göra.
För att reparera ozonskiktet måste vi alltså sluta släppa ut ozonnedbrytande föreningar i atmosfären. 1987 enades mer än 180 länder om att ta itu med problemet i Montrealprotokollet. Genom att underteckna protokollet gick dessa länder överens om att fasa ut ozonnedbrytande kemikalier som CFC, haloner och koltetraklorid. I USA har alla produkter som innehåller dessa föreningar varningsetiketter, och de kan endast användas om det inte finns någon lämplig, icke-ozonnedbrytande produkt tillgänglig.
Forskare hoppas att ozonskiktet kommer att återgå till det normala år 2050, om dessa föreningar är helt avvecklade [källa:EPA].
Under tiden, använd solskyddsmedel, reparera omedelbart läckande kylapparater och se till att endast använda VVS-reparationstjänster som är certifierade för att korrekt hantera köldmediet de tar bort.
För mer information om ozonhålet, CFC och relaterade ämnen, se länkarna på nästa sida.
Åh ironinNär länder började fasa ut ozonnedbrytande CFC kom de på en ersättning som kallas HFC, eller fluorväteväte. HFC förstör inte ozon. Men HFC kan visa sig vara en ganska skadlig räddare. En nyligen genomförd studie publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences visar att de kan bidra till global uppvärmning [källa:Velasquez-Manoff].
