Kan vi lukke hullet i ozonlaget?

Når tung, lungeskadende smog kommer ned over byer som Los Angeles og Milano, er det naturligt at hæve næverne og forbande ozon. Ozonmolekyler, blot tre oxygenatomer bundet sammen, er ekstremt reaktive og kan forårsage reel skade ved jordoverfladen. Men højere oppe er ozon en gavnlig og afgørende bestanddel af Jordens atmosfære.

stratosfæren -- laget af vores atmosfære lige over det vi indånder -- omfatter kun et tyndt lag ozon . Der er omkring tre ozon (O₃). ) molekyler for hver 10 millioner luftmolekyler, og dette lag er tykkere over polerne end ækvator [kilde:NOAA]. Det kan virke ubetydeligt i forhold til dybden af ​​resten af ​​atmosfæren, men det gør et meget vigtigt stykke arbejde. Det forhindrer meget af solens ultraviolette-B (UV-B) lys i at nå Jorden. Dette UV-lys kan forårsage hudkræft, grå stær og andre lidelser.

Ozon beskytter os mod solen ved at interagere med lys. Det skabes, når ultraviolet lys rammer iltmolekyler (O₂ ) i stratosfæren, og spalter molekylerne i to oxygenatomer (O). Når dette atom støder på et andet iltmolekyle, kombineres de to og danner ozon (O₃ ). Ultraviolet lys nedbryder også ozon tilbage til et iltmolekyle og et iltatom. Tjek denne animation fra NASA for at se, hvordan det fungerer.

Denne proces kaldes ozon-ilt-cyklus , og det omdanner UV-stråling til varme og beskytter Jorden. Andre stoffer i stratosfæren, som klor, nedbryder ozonen tilbage til iltmolekyler og atomer. Normalt er opbygning og nedbrydning en afbalanceret proces, men den kan ændre sig alt efter årstider og på grund af naturlige begivenheder som vulkanudbrud.

Men de fleste videnskabsmænd er enige om, at menneskelig aktivitet har forårsaget en ubalance i ilt-ozon-kredsløbet, der har ført til et hul i ozonlaget over Antarktis. I denne artikel finder vi ud af, hvad der forårsager hullet, om vi kan lave et plaster, og hvad vi kan gøre for at hjælpe med at stoppe udtømningen af ​​vores kritiske UV-beskyttelse.

Så hvordan sker ozonnedbrydningen i første omgang?

1. Ozonhullet
2. Kan vi lappe ozonhullet?

Ozonhullet

Ozon-ilt-kredsløbet, der holder ozonlaget relativt stabilt, er blevet afsporet. Problemet er, at mere ozon nedbrydes, end solen kan genopbygge. Denne ubalance kommer fra "hullet" eller udtyndingen i ozonlaget over Antarktis. Menneskeproducerede ozonnedbrydende forbindelser gør det meste af skaden.

Ozonlagsnedbrydende forbindelser indeholder brom, klor, fluor, kulstof og/eller brint i forskellige kombinationer. Du har sikkert hørt om en af ​​de mest almindelige typer af ozonnedbrydende forbindelser, kendt som chlorfluorcarboner (CFC'er ). CFC'er indeholder kun fluor, kulstof og klor og har traditionelt været brugt i køling, klimaanlæg, aerosoldåser og som industrielle opløsningsmidler. En overflod af disse forbindelser, frigivet til luften ved menneskelige aktiviteter, har resulteret i det antarktiske ozonhul.

Komplekse kemiske reaktioner, som forekommer i Antarktis om vinteren og foråret, virker til at ødelægge ozon. Om vinteren når solen ikke sydpolen, og der dannes en polar hvirvel. Den polære hvirvel er en luftstrøm omkring polen, der isolerer luften. De CFC'er, der ankommer til hvirvelen, kan ikke komme ud, så de bliver koncentreret der.

Når sollys vender tilbage til Antarktis om foråret, bryder kemiske reaktioner på overfladen af ​​disse skyer ozonnedbrydende forbindelser ned til atomer af klor og brom . Disse atomer er dødelige for ozon. Et kloratom kan bryde 100.000 ozonmolekyler ad, og brom er 40 gange mere ødelæggende [kilde:EPA]. Dette sker naturligt i stratosfæren, men klor og brom der er ikke så koncentreret, som det bliver under det antarktiske forår. Disse atomer ødelægger meget af ozonen over Antarktis og fjerner balancen i resten af ​​ozonlaget.

Den polare hvirvel eksisterer kun over Antarktis, hvorfor ozon "hullet" kun eksisterer der. Men jo større hullet bliver, jo tyndere bliver ozonlaget over resten af ​​Jorden. Det betyder, at farligere UV-stråling vil nå jordens overflade.

En oplagt løsning ville så være at pumpe mere ozon derop for at forsøge at modvirke udtyndingen. Men at skabe et ozonplaster er ikke et simpelt forslag.

Kan vi lappe ozonhullet?

Hvis vi kunne lappe hullet over Antarktis, ville den naturlige ozon-ilt-cyklus måske falde tilbage i balance. Men vi kan desværre ikke lave mere ozon for at lappe hullet. Det kræver meget energi at lave ozonmolekyler -- i atmosfæren driver solens intense energi det meste af arbejdet. Men nede ved jordoverfladen er det ikke et praktisk forslag. Derudover er ozon så farlig en forurening ved jordoverfladen, at det måske ikke er klogt at producere det, selvom det var nemmere at gøre.

For at reparere ozonlaget skal vi derfor stoppe med at frigive ozonnedbrydende forbindelser til atmosfæren. I 1987 blev mere end 180 lande enige om at løse problemet i Montreal-protokollen. Ved at underskrive protokollen blev disse lande enige om at udfase ozonlagsnedbrydende kemikalier som CFC'er, haloner og kulstoftetrachlorid. I USA bærer alle produkter, der indeholder disse forbindelser, advarselsetiketter, og de kan kun bruges, hvis der ikke er et egnet, ikke-ozonnedbrydende produkt tilgængeligt.

Forskere håber, at hvis disse forbindelser helt afbrydes, vil ozonlaget vende tilbage til det normale i 2050 [kilde:EPA].

I mellemtiden skal du bære solcreme, straks reparere utætte køleapparater, og sørg for kun at bruge HVAC-reparationstjenester, der er certificeret til korrekt at håndtere det kølemiddel, de fjerner.

For mere information om ozonhullet, CFC'er og relaterede emner, se linkene på næste side.

Da lande begyndte at udfase ozonlagsnedbrydende CFC'er, kom de med en erstatning kendt som HFC eller hydrofluorcarbon. HFC'er ødelægger ikke ozon. Men HFC'er kan vise sig at være en ret skadelig redningsmand. En nylig undersøgelse offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences viser, at de muligvis bidrager til global opvarmning [kilde:Velasquez-Manoff].

Mange flere oplysninger

Relaterede HowStuffWorks-artikler

• Sådan virker ozonforurening
• Sådan fungerer global opvarmning
• Sådan virker sur regn
• Hvad er ren kulteknologi?
• Sådan fungerer vejret

Flere gode links

• EPA:Ozon
• NOAA:Videnskab:Grundlæggende om ozon
• University of Cambridge:The Ozone Hole Tour

Kilder

• Miljøindikatorer:Ozonnedbrydning. EPA.http://www.epa.gov/ozone/science/indicat/
• Velasquez-Manoff, Moises. "Det seneste om hydrofluorcarboner." Christian Science Monitor. 10. august 2009.http://features.csmonitor.com/environment/2009/08/10/the-lastest-on-hydrofluorocarbons/
• Ozon:Godt højt, dårligt i nærheden. EPA.http://www.epa.gov/oar/oaqps/gooduphigh/
• Stratosfærisk ozon. NOAA.http://www.ozonelayer.noaa.gov/science/basics.htm