Bis zu den Entdeckungen im letzten Jahrhundert wussten die Menschen einfach nicht, welche Rolle Ozon spielt.
Ende des Jahrhunderts wurde klar, dass die Ozonschicht aus verschiedenen Gründen abgebaut, an manchen Stellen dünner oder einfach weniger mit Ozon gesättigt ist. Dieses Phänomen wird Ozonlöcher genannt.
Ursachen des Ozonabbaus
Dreiatomiger Sauerstoff wird Ozon genannt. Sein Hauptteil befindet sich in der oberen Atmosphäre in einer Höhe von 12 bis 50 Kilometern über dem Meeresspiegel. Die bedeutendste Konzentration konzentriert sich auf die 23-Kilometer-Höhe. Dieses Gas wurde 1873 von dem deutschen Wissenschaftler Shenbein in der Atmosphäre entdeckt. Später wurde eine solche Modifikation des Sauerstoffs unterhalb der genannten Höhen und sogar in den Schichten der Atmosphäre nahe der Erdoberfläche gefunden.
Es stellte sich heraus, dass Weltraumraketenstarts, Flugzeugflüge in Höhen von 12 bis 16 Kilometern und Freon-Emissionen die größte Rolle bei der Entstehung von Ozonlöchern spielen.
Erstmals wurde 1985 in der südlichen Hemisphäre über der Antarktis von einer Gruppe britischer Wissenschaftler ein Ozonloch mit einem Durchmesser von mehr als 1000 km entdeckt.
Technischer Fortschritt und Ozonlöcher
Den größten Schaden für die Ozonschicht verursachen Verbindungen aus Chlor und Wasserstoff. Solche Verbindungen entstehen bei der Zersetzung von Freonen. Normalerweise werden sie als Sprühgeräte verwendet. Wenn eine bestimmte Temperaturschwelle erreicht ist, sieden Freone. Gleichzeitig nimmt ihr Volumen um ein Vielfaches zu. Dieser Prozess ist bei der Herstellung von Aerosolen erforderlich.
Freone werden auch bei der Herstellung von Geräten verwendet, die niedrige Temperaturen liefern. Sie finden sich in Systemen von großen und kleinen Gefrierschränken, Industrie- und Haushaltskühlschränken. Wenn Freone austreten und ein geringeres Gewicht als atmosphärische Luft haben, beginnen sie aufzusteigen. In der Atmosphäre löst sich Chlor und reagiert mit dreiatomigem Sauerstoff, wodurch die Ozonmoleküle zerstört und in gewöhnlichen Sauerstoff umgewandelt werden.
Die Zerstörung der Ozonschicht der Atmosphäre wurde schon vor langer Zeit entdeckt, aber erst in den 1980er Jahren wurde der Prozess wirklich bewertet. Es stellte sich heraus, dass der Planet mit einer signifikanten Verringerung des Ozons in der Atmosphäre aufhören wird abzukühlen. Die Temperatur beginnt zu steigen. Darüber hinaus wird die Geschwindigkeit dieses Wachstums sogar die Möglichkeit übersteigen, einen Treibhauseffekt aufgrund eines Anstiegs des Kohlendioxids in der Atmosphäre zu entwickeln.
Ob der Treibhauseffekt die Ursache für die Zerstörung der Ozonschicht ist, ist für Wissenschaftler noch immer umstritten.
Folgen der Zerstörung der Ozonschicht der Erde
Wie bereits erwähnt, ist Ozon dreiatomiger Sauerstoff. Das Gas hat einen besonderen Geruch und eine bläuliche Farbe. Unter bestimmten Bedingungen wird das Gas zu einer Flüssigkeit, die sich durch eine Farbe namens „Indigo“ auszeichnet. Unter besonderen Bedingungen kann Ozon vom flüssigen in den festen Zustand übergehen. In diesem Fall wird seine Farbe dunkelblau.
Es wäre nicht übertrieben zu sagen, dass ohne das Vorhandensein der Ozonschicht kein Leben auf unserem Planeten möglich wäre. Zumindest in der Form, die es gibt.
Ultraviolette Strahlung ist für alle Lebewesen gefährlich. Wenn es intensiver wird, werden unter seinem Einfluss massive schwere Krankheiten beginnen. Das Sehen leidet. Dies ist die Entwicklung von Katarakten und Veränderungen in der Hornhaut und Abblättern der Netzhaut. Hartes Ultraviolett hat eine deprimierende Wirkung auf die zelluläre Immunität. Zuallererst wirkt es sich auf die Haut aus, die sich in onkologischen Erkrankungen äußert. Lebende Organismen werden aufgrund der Exposition gegenüber erhöhter Strahlung in viel geringerem Maße aufhören, Infektionen zu widerstehen.
Die Bodenfruchtbarkeit nimmt ab. Im Boden lebende Bakterien, die gegenüber ultravioletter Strahlung empfindlich sind, sterben ab. Und gerade ihnen verdankt der Boden zu einem großen Teil seine Fruchtbarkeit. Wenn die Situation nicht geändert wird, wird das Endergebnis die Umwandlung der Erde in einen leblosen Planeten mit dem Klimawandel sein.
Das Problem der Ozonlöcher
Das Problem wurde auf globaler Ebene diskutiert, es kann zu einer Umweltkatastrophe führen. Entsprechende Dokumente und Vereinbarungen wurden unterzeichnet. Die Länder kamen zu einer einheitlichen Entscheidung über die Notwendigkeit, die Produktion von Freonen zu reduzieren. Für sie wurde ein Ersatz gefunden. Es stellte sich heraus, dass es sich um ein Propan-Butan-Gemisch handelte. Seine Indikatoren sind so, dass es Freone erfolgreich ersetzen kann.
Derzeit gehört die Gefahr der Zerstörung der Ozonschicht weiterhin zu den aktuellsten. In der Welt werden jedoch weiterhin Technologien verwendet, die Freone verwenden. Daher sind Wissenschaftler damit beschäftigt, das Problem der Reduzierung von Freon-Emissionen zu lösen und zu versuchen, billigere und bequemere Ersatzstoffe dafür zu finden.
Möglichkeiten zur Lösung des globalen Problems der Ozonlöcher
1985 begann die Welt ernsthafte Maßnahmen zum Schutz der Ozonschicht zu ergreifen. Ozonlöcher sind zu einem neuen Umweltproblem geworden. Zunächst wurden Beschränkungen für Freon-Emissionen eingeführt. Dann billigten die Regierungen die Wiener Konvention. Ziel ist es, die Ozonschicht in der Atmosphäre zu schützen. Der Konvent sagt dazu:
- Delegationen verschiedener Staaten verabschieden ein Abkommen, das eine Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Erforschung von Prozessen und Stoffen vorsieht, die die Ozonschicht beeinflussen und provozierend auf Veränderungen in ihr wirken.
- Die Länder verpflichten sich zur systematischen Überwachung der Ozonschicht.
- Regierungen arbeiten daran, Technologien und Substanzen mit einzigartigen Eigenschaften zu entwickeln, die dazu beitragen, die Ozonbelastung in der Atmosphäre zu minimieren.
- Die Länder verpflichten sich, bei der Entwicklung von Maßnahmen und deren Anwendung zusammenzuarbeiten sowie eine ständige Überwachung von Aktivitäten sicherzustellen, die die Bildung von Ozonlöchern provozieren können.
- Entwickelte Technologien und erworbenes Landeswissen werden aufeinander übertragen.
In der Zeit, die seit der Annahme des Wiener Übereinkommens vergangen ist, haben Länder viele Protokolle unterzeichnet, um die Freisetzung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen zu reduzieren. Gleichzeitig werden Fälle festgelegt, in denen ihre Produktion vollständig eingestellt werden soll.
Wiederherstellung der Ozonschicht
Die Ursachen und Folgen des Ozonabbaus sind bekannt. Das größte Problem, das Gefahren mit sich bringt, ist die Technologie, die bei der Herstellung von Kühlaggregaten verwendet wird. Dieser Zeitraum wurde manchmal sogar als Freon-Krise bezeichnet. Neuentwicklungen erforderten erhebliche Kapitalinvestitionen. Dies wirkte sich negativ auf die Produktion aus. Es wurde jedoch eine Lösung gefunden. Es stellte sich heraus, dass Freone durch andere Substanzen ersetzt werden können. Sie erwiesen sich neben Propan- und Butangas als Kohlenwasserstoff-Treibmittel. Heutzutage sind Anlagen weit verbreitet, die endotherme chemische Reaktionen verwenden.
Auch die Wiederherstellung der Ozonschicht ist im Gespräch. Laut Physikern kann die Atmosphäre des Planeten mit einem Kernkraftwerk mit einer Kapazität von mindestens 10 rBT von Freonen gereinigt werden. Schätzungen zufolge kann die Sonne bis zu 6 Tonnen Ozon pro Sekunde produzieren, aber ihre Zerstörung ist schneller. Wenn Sie Kraftwerke als Ozonfabriken verwenden, ist es möglich, ein Gleichgewicht zu erreichen. Das heißt, es wird genauso viel Ozon erzeugt, wie es zerstört wird.
Aufladung der Ozonschicht
Das Ozonproduktionsprojekt ist nicht das einzige. So kann laut Wissenschaftlern beispielsweise Ozon in der Stratosphäre künstlich erzeugt werden. Dasselbe kann in der Atmosphäre geschehen.
Die Versorgung der Stratosphäre mit künstlich erzeugtem Ozon wird mit Hilfe von Frachtflugzeugen vorgeschlagen, die dieses Gas in der richtigen Höhe versprühen können.
Ozonmoleküle können mit Infrarotlasern aus gewöhnlichem Sauerstoff gewonnen werden. Dazu können Aerostaten verwendet werden.
Wenn die Verwendung einer Plattform mit Lasern einen positiven Effekt bei der Lösung des Problems der Ozonlöcher hat, können solche Geräte auf der Raumstation platziert werden. In diesem Fall ist es möglich, eine konstante Versorgung mit Ozon sicherzustellen.
Der Hauptnachteil all dieser Entwicklungen ist der Preis. Die Kosten für jedes Projekt sind zu hoch. Aus diesem Grund wird ein erheblicher Teil der Projekte nicht umgesetzt.
Schlussfolgerung
Milliarden von Dollar wurden ausgegeben, um die Ozonschicht der Erde zu retten oder sie zumindest in ihrer jetzigen Form zu erhalten. Wissenschaftler haben berechnet, dass es 100-200 Jahre dauern wird, bis eine menschliche Aktivität (anthropogene Faktoren), die die Ursache der Ozonlöcher ist, wiederhergestellt wird.
