Атмосфера Озоновый слой Происхождение атмосферы Земли Около

Атмосфера Озоновый слой

Происхождение атмосферы Земли Около 5 млрд. лет назад Земля сформировалась как твердое тело. С этого времени началось формирование атмосферы. Некоторые геологические процессы, (например, излияния лавы при извержениях вулканов) сопровождались выбросом газов из недр Земли. В их состав входили азот, аммиак, метан, водяной пар, оксид СО и диоксид СО 2 углерода.

Происхождение атмосферы Земли Под воздействием солнечной ультрафиолетовой радиации водяной пар разлагался на водород и кислород, освободившийся кислород вступал в реакцию с оксидом углерода, образуя углекислый газ. Аммиак разлагался на азот и водород. Водород поднимался вверх и покидал атмосферу. Более тяжелый азот постепенно накапливался, некоторая его часть связывалась в молекулы в результате химических реакций. С появлением примитивных растений начался процесс фотосинтеза, сопровождавшийся выделением кислорода.

Происхождение атмосферы Земли

Происхождение атмосферы Земли Кислород после проникновения в верхние слои атмосферы, стал защищать нижние слои и поверхность Земли от опасных для жизни ультрафиолетового и рентгеновского излучений. При содержании кислорода в 25 000 раз меньше современного могло произойти формирование слоя озона всего лишь с вдвое меньшей, чем сейчас, концентрацией. Этого достаточно, чтобы обеспечить защиту организмов от разрушительного действия ультрафиолетовых лучей.

Химический состав атмосферы Газ Водород H 2 Кислород O 2 Озон O 3 Азот N 2 Углекислый газ CO 2 Водяной пар H 2 O Угарный газ CO Метан CH 4 Аммиак NH 3 Двуокись серы SO 2 Гелий He Неон Ne Аргон Ar Криптон Kr Ксенон Xe Объемное содержание ± 2· 10 -5 21 10 -5 78. 1 3· 10 -5 ± 0. 1 1. 2· 10 -4 1. 6· 10 -4 ± 10 -5 ± 5· 10 -9 5· 10 -4 1. 8· 10 -3 0. 9 1. 1· 10 -4 8. 7· 106

Строение атмосферы Земли В зависимости от распределения температуры атмосферу Земли подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Давление и плотность воздуха в атмосфере Земли с высотой убывают.

Строение атмосферы Земли

Солнце

Солнце Высоты в атмосфере, на которых излучение ослабляется на в 3 раза.

Озоносфера На высоте 20 – 25 км располагается озонный слой. Озон образуется за счет распада молекул кислорода при поглощении ультрафиолетового излучения Солнца с длинами волн короче 0. 1 – 0. 2 мкм. Свободный кислород соединяясь с молекулами О 2 и образует озон О 3, который жадно поглощает весь ультрафиолет короче 0. 29 мкм. Молекулы озона О 3 легко разрушаются под действием коротковолнового излучения. Поэтому, несмотря на свою разреженность, озонный слой эффективно поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, прошедшее сквозь более высокие и прозрачные атмосферные слои. Благодаря этому живые организмы на Земле защищены от губительного воздействия ультрафиолетового света Солнца. Если осадить все молекулы к основанию атмосферы, то получится слой толщиной не более 3 – 4 мм!

Озоносфера

Озоносфера Развитие озоновой дыры в 2002 году.

Озоносфера В центре - озоновая дыра над Антарктидой. Показано пространственное распределение общего содержания озона в Южном полушарии по данным спутника NOAA-14 (15 октября 1998 г. ). Над Антарктидой наблюдается очень низкие значения общего содержания озона (100 -150 D. E. ) по сравнению со средними климатическими значениями в 1968 -1980 гг. (300 -350 D. E. )

Озоносфера • Характерное время жизни озона на высотах нижней стратосферы (15 -20 км) составляет от нескольких месяцев до года; на высоте 40 км – около суток, а на высоте 50 км – менее часа.

Озоносфера • Озоносфера почти полностью поглощает губительные для всего живого ультрафиолетовые лучи Солнца. • По воздействию на живые клетки УФР делят на три части: УФ-А (0, 4– 0, 315 мкм), УФ-В (0, 315– 0, 380 мкм) и УФ-С (корче 0, 28 мкм). • УФ-С губителен для живого организма даже в небольших дозах, вследствие разрушения молекул белка. УФ-С полностью поглощается озоносферой и не доходит до земной поверхности. • УФ-В доходит до земли лишь в небольших дозах, более всего у земли наименее опасного УФ-А. • В целом воздействие УФ на человека можно свести к следующему: 1) распаду белка; 2) канцерогенное действие; 3) ослабление иммунной системы; 4) ожог или даже рак кожи; 5) глазные (катаракта) и инфекционные заболевания 6) аллергические заболевания; 7) мутагенное действие.

Озоносфера • Вариации озона на высоте 48 км в пике солнечной активности 11 летнего цикла. Стрелки указывают на даты, разделённые 27 днями

Озоносфера • Сезонные вариации озона и температуры в 1988 году на высоте 48 км. • По оси абсцисс отложены дни 1988 года, по левой оси ординат отложена концентрация озона, по правой – температура в градусах

Озоносфера Перенос озона к северу (в северном полушарии) происходит главным образом зимой, когда в стратосфере преобладают западные ветры (т. е. дующие с запада на восток) и ослабевает летом, когда происходит смена направления зонального переноса. В результате осенью в средних и высоких широтах возникает минимум, а в конце зимы – максимум общего содержания озона, Показано широтно-сезонное распределение общего содержания озона в северном полушарии в 1957 – 1964 г. г. (т. е. до фреоновой эпопеи).

Озоносфера • Вариации озона разного временного масштаба – от дней, до межгодовых.

Озоносфера Сильное извержение вулкана Эль. Чичон в Мексике в 1982 году вызвало в Северном полушарии падение содержания озона на 10%. В 1991 году на Филипинах произошло извержение вулкана Пинатубо - одно из наиболее мощных в ХХ веке. Выброщенный пепел выпал на большой площади, а мельчайшие его частицы образовали огромное облако, опоясывавшее весь земной шар по экватору. В его центральной части содержалось мало озона, а по краям - много диоксида серы, которого при извержении было выброшено в атмосферу более 20 миллионов тонн. Вызванный этим извержением эффект продолжался 2 -3 года.

Озоносфера • В 1985 г. английские ученые опубликовали статью, в которой утверждалось, что каждой весной, начиная с 1980 г. , над Антарктидой образуются значительные области уменьшения общего содержания озона. • Этот результат журналисты превратили в сенсацию, объявив о существовании "озоновой дыры" над Антарктидой. Это название в последующие годы укоренилось не только в популярной литературе, но стало широко использоваться в научных статьях. • Однако, термин этот условный, т. к. речь идет не о каких-то областях в атмосфере, где вообще отсутствует озоновый слой, единственный защитник живого на Земле от губительной ультрафиолетовой радиации Солнца, а рассматривается явление весеннего уменьшения содержания озона над Антарктидой. Сегодня принято аномалии озона относить к "озоновым дырам", если дефицит озона превышает 30%.

Озоносфера «Фреоны действительно могут наносить вред озоновому слою, но опыт показывает, что они в гораздо больших количествах извергаются вулканами, чем человеком. Я берусь показать с цифрами в руках, на примере камчатских вулканов или вулканов Индонезии, которые беспрерывно выбрасывают в атмосферу такие природные газы, как фреон-11, фреон-12, фреон-111. Но озоновый слой реставрируется теми же солнечными лучами, которые его создали. Свет раскалывает молекулы кислорода, и этот процесс все время поддерживает количество озона в атмосфере. Разумеется, есть причины (и причины вполне естественные, а не искусственные), способствующие утончению озонового слоя, но ничего необратимого не происходит, и главное здесь - динамика, периодические колебательные движения. Об этом убедительно говорят спутниковые наблюдения» . А. П. Капица

Озоносфера • Естественно спросить: почему люди так настойчиво твердят об опасности, связанной с озоновым слоем? • Кто заинтересован в том, чтобы подтасовывать научные данные и создавать наукообразные мифы? • Здесь играют большую роль деньги. Смена фреонов приносит громадные доходы крупным химическим компаниям, которые выпускают так называемые более здоровые фреоны. • Смена холодильников и кондиционеров в США в прошлом году обошлась потребителю в 220 млрд. долларов.

Озоносфера • Wall Street Journal : "Всемирное соглашение, подписание которого ожидается в пятницу, потрясет всю химическую индустрию. В ней выживут только самые сильные. . . Наиболее вероятно, что на новом рынке "друзей озона" выживут сегодняшние лидеры производства фреонов - ICI, Du Pont Co. , западногерманская Hoechst AG, французская Atochem SA, американская Allied Signal Inc. и японская Showa Denko KK. . . " • Запрет на фреоны создал один из наиболее тесно связанных картелей в истории международной торговли. Во власти нескольких корпорацийгигантов оказался контроль не только над патентованными продуктами, но и над средствами их изготовления. Альянс Du Pont - ICI монополизировал производство оборудования для синтеза ХФУ 134 а и других патентованных заменителей фреонов, а также прибрал к рукам международный консорциум, проводящий испытания этих заменителей. . .

Думайте сами…