Cho đến khi có những khám phá được thực hiện vào thế kỷ trước, người ta chỉ đơn giản là không biết về vai trò của ozone.
Vào cuối thế kỷ này, rõ ràng là do một số nguyên nhân, tầng ôzôn bị suy giảm, trở nên mỏng hơn ở một số nơi hoặc đơn giản là ít bão hòa với ôzôn hơn. Hiện tượng này được gọi là lỗ thủng ôzôn.
Nguyên nhân làm suy giảm tầng ôzôn
Ôxy ba nguyên tử được gọi là ôzôn. Phần chính của nó nằm trên tầng khí quyển ở độ cao từ 12 đến 50 km so với mực nước biển. Nồng độ đáng kể nhất tập trung ở độ cao 23 km. Khí này được phát hiện trong khí quyển vào năm 1873 bởi nhà khoa học người Đức Shenbein. Sau đó, sự biến đổi oxy như vậy đã được tìm thấy bên dưới các độ cao được đặt tên và thậm chí trong các lớp của khí quyển gần bề mặt trái đất.
Hóa ra là các vụ phóng tên lửa vũ trụ, bay máy bay ở độ cao từ 12 đến 16 km và phát thải freon đóng vai trò lớn nhất trong việc hình thành các lỗ thủng tầng ôzôn.
Lần đầu tiên, một lỗ thủng ôzôn có đường kính hơn 1000 km được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1985 ở Nam Bán cầu trên Nam Cực bởi một nhóm các nhà khoa học đến từ Anh.
Tiến bộ công nghệ và lỗ thủng tầng ôzôn
Tác hại lớn nhất đối với tầng ôzôn là do các hợp chất của clo và hydro gây ra. Các hợp chất như vậy được hình thành trong quá trình phân hủy các freon. Thông thường chúng được sử dụng làm bình phun. Khi đạt đến ngưỡng nhiệt độ nhất định, các freon sôi lên. Đồng thời, khối lượng của chúng tăng lên nhiều lần. Quá trình này được yêu cầu trong sản xuất sol khí.
Freons cũng được sử dụng trong sản xuất các thiết bị cung cấp nhiệt độ thấp. Chúng có trong các hệ thống tủ đông lớn nhỏ, tủ lạnh công nghiệp và gia dụng. Khi các hạt tự do rò rỉ, có trọng lượng nhỏ hơn trọng lượng của không khí trong khí quyển, chúng bắt đầu bay lên. Trong khí quyển, clo tách ra và phản ứng với oxy triatomic, do đó phá hủy các phân tử ozone, biến nó thành oxy thông thường.
Sự phá hủy tầng ôzôn của bầu khí quyển đã được phát hiện cách đây khá lâu, nhưng chỉ đến những năm 1980, quá trình này mới được đánh giá thực sự. Hóa ra là với việc giảm đáng kể lượng ôzôn trong khí quyển, hành tinh sẽ ngừng lạnh. Nhiệt độ sẽ bắt đầu tăng lên. Hơn nữa, tốc độ tăng trưởng này thậm chí sẽ vượt quá phương án phát triển hiệu ứng nhà kính do sự gia tăng carbon dioxide trong khí quyển.
Liệu hiệu ứng nhà kính có phải là nguyên nhân gây ra sự phá hủy tầng ôzôn hay không vẫn còn là một điểm tranh luận đối với các nhà khoa học.
Hậu quả của việc phá hủy tầng ôzôn của Trái đất
Như đã đề cập, ôzôn là ôxy ba nguyên tử. Khí có mùi đặc biệt, màu hơi xanh. Trong những điều kiện nhất định, chất khí trở thành chất lỏng, được phân biệt bởi một màu gọi là “màu chàm”. Trong những điều kiện đặc biệt, ozon có thể chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Trong trường hợp này, màu của nó sẽ chuyển sang màu xanh đậm.
Sẽ không quá lời khi nói rằng nếu không có sự hiện diện của tầng ôzôn thì sự sống trên hành tinh của chúng ta là không thể. Ít nhất là ở dạng tồn tại.
Bức xạ tia cực tím nguy hiểm đối với tất cả các sinh vật. Nếu nó trở nên dữ dội hơn, thì các bệnh nghiêm trọng lớn sẽ bắt đầu dưới ảnh hưởng của nó. Tầm nhìn bị ảnh hưởng. Đây là sự phát triển của bệnh đục thủy tinh thể, và những thay đổi trong giác mạc, và bong tróc võng mạc. Tia cực tím cứng có tác dụng làm giảm khả năng miễn dịch của tế bào. Trước hết, nó sẽ ảnh hưởng đến da, thể hiện ở các bệnh lý ung thư. Các sinh vật sống, do tiếp xúc với bức xạ gia tăng, sẽ không còn khả năng chống lại bất kỳ bệnh nhiễm trùng nào ở mức độ thấp hơn nhiều.
Sự thật thú vị: Tác động của lỗ thủng tầng ôzôn đối với con người là sự phát triển của các bệnh như ung thư da và đục thủy tinh thể.
Bức xạ tử ngoại cường độ mạnh có ảnh hưởng lớn đến quang hợp. Nó gây ra những thay đổi trong hành vi của động vật. Sự thích nghi của họ bị phá vỡ. Họ bắt đầu di cư. Sự sinh sản của tảo xanh lam, có tác động bất lợi đến các cư dân trong môi trường nước, đang tăng nhanh. Tài nguyên sinh vật của các đại dương trên thế giới bị suy giảm nghiêm trọng. Bức xạ ảnh hưởng đến cá con và trứng.
Giảm độ phì nhiêu của đất. Vi khuẩn sống trong đất, nhạy cảm với bức xạ tia cực tím, chết đi. Và đối với họ, ở một mức độ lớn, đất có độ phì nhiêu. Nếu tình hình không được thay đổi, kết quả cuối cùng sẽ là sự biến Trái đất thành một hành tinh không có sự sống với sự thay đổi khí hậu.
Vấn đề lỗ thủng tầng ôzôn
Vấn đề bắt đầu được thảo luận ở cấp độ toàn cầu, nó có thể dẫn đến một thảm họa môi trường. Các văn bản và thỏa thuận liên quan đã được ký kết. Các quốc gia đã đi đến một quyết định thống nhất về sự cần thiết phải giảm sản xuất freon. Một sự thay thế đã được tìm thấy cho họ. Hóa ra là một hỗn hợp propan-butan. Các chỉ số của nó sao cho nó có thể thay thế thành công các freon.
Hiện nay, nguy cơ phá hủy tầng ôzôn vẫn tiếp tục là một trong những vấn đề thời sự nhất. Tuy nhiên, trên thế giới, các công nghệ sử dụng freon vẫn tiếp tục được sử dụng. Do đó, các nhà khoa học đang bận rộn giải quyết vấn đề giảm lượng khí thải freon, cố gắng tìm ra những chất thay thế rẻ hơn và tiện lợi hơn cho chúng.
Các cách giải quyết vấn đề toàn cầu về lỗ thủng tầng ôzôn
Năm 1985, thế giới bắt đầu thực hiện các biện pháp bảo vệ tầng ôzôn một cách nghiêm túc. Lỗ thủng tầng ôzôn đã trở thành một vấn đề môi trường mới. Lúc đầu, các hạn chế về phát thải freon đã được đưa ra. Sau đó, các chính phủ đã thông qua Công ước Viên. Nó nhằm mục đích bảo vệ tầng ôzôn trong khí quyển. Quy ước nói rằng:
- Các phái đoàn đại diện cho các quốc gia khác nhau thông qua một thỏa thuận hợp tác trong lĩnh vực nghiên cứu về các quá trình và chất ảnh hưởng đến tầng ôzôn và có tác động kích thích những thay đổi trong đó.
- Các quốc gia cam kết giám sát có hệ thống tầng ôzôn.
- Các chính phủ đang nỗ lực tạo ra các công nghệ và chất có đặc tính độc đáo giúp giảm thiểu tác hại của ôzôn trong khí quyển.
- Các quốc gia cam kết hợp tác trong việc phát triển các biện pháp và sử dụng chúng, cũng như đảm bảo giám sát liên tục các hoạt động có thể gây ra sự hình thành các lỗ thủng tầng ôzôn.
- Các công nghệ phát triển và kiến thức có được về đất nước được chuyển giao cho nhau.
Trong suốt thời gian đã trôi qua kể từ khi Công ước Viên được thông qua, các quốc gia đã ký nhiều nghị định thư để giảm thải fluorochlorocarbon. Đồng thời, các trường hợp được quy định khi nào thì việc sản xuất của họ phải được ngừng hoàn toàn.
Khôi phục tầng ôzôn
Nguyên nhân và hậu quả của sự suy giảm tầng ôzôn đã được biết rõ. Vấn đề lớn nhất kéo theo nguy hiểm là công nghệ được sử dụng trong sản xuất các đơn vị điện lạnh. Khoảng thời gian này đôi khi còn được gọi là khủng hoảng freon. Những phát triển mới đòi hỏi những khoản đầu tư vốn đáng kể. Điều này đã ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất. Tuy nhiên, một giải pháp đã được tìm thấy. Nó chỉ ra rằng freon có thể được thay thế bằng các chất khác. Ngoài khí propan và butan, chúng còn là một chất đẩy hydrocacbon. Ngày nay, việc lắp đặt sử dụng phản ứng hóa học thu nhiệt đang trở nên phổ biến.
Ngoài ra còn có cuộc nói chuyện về việc khôi phục tầng ôzôn. Theo các nhà vật lý, bầu khí quyển của hành tinh này có thể được làm sạch các freon bằng cách sử dụng một nhà máy điện hạt nhân có công suất ít nhất là 10 rBT. Theo ước tính, Mặt trời có khả năng tạo ra tới 6 tấn ôzôn / giây, nhưng tốc độ hủy diệt của nó nhanh hơn. Nếu, sử dụng các đơn vị năng lượng là nhà máy ozone, thì có thể đạt được sự cân bằng. Tức là, ozone sẽ được tạo ra càng nhiều thì nó sẽ bị phá hủy.
Nạp lại tầng ôzôn
Dự án sản xuất ozone không phải là duy nhất. Ví dụ, theo các nhà khoa học, ozone có thể được tạo ra một cách nhân tạo ở tầng bình lưu. Điều tương tự cũng có thể được thực hiện trong bầu khí quyển.
Cung cấp cho tầng bình lưu bằng ôzôn được tạo ra nhân tạo được đề xuất với sự trợ giúp của các máy bay chở hàng có thể phun khí này ở độ cao thích hợp.
Các phân tử ozone có thể được lấy từ oxy thông thường bằng cách sử dụng tia laser hồng ngoại. Aerostats có thể được sử dụng cho việc này.
Nếu việc sử dụng một nền tảng có laser sẽ mang lại hiệu quả tích cực trong việc giải quyết vấn đề lỗ thủng tầng ôzôn, thì các thiết bị như vậy có thể được đặt trên trạm vũ trụ. Trong trường hợp này, có thể đảm bảo cung cấp ozone liên tục.
Hạn chế chính của tất cả các phát triển như vậy là giá cả. Chi phí của bất kỳ dự án nào là quá cao. Chính vì điều này mà một phần đáng kể các dự án không được triển khai.
Kết luận
Hàng tỷ đô la đã được chi để cứu lấy tầng ôzôn của Trái đất, hoặc ít nhất là bảo tồn nó ở dạng như bây giờ. Các nhà khoa học đã tính toán rằng nếu bất kỳ hoạt động nào của con người (yếu tố con người), nguyên nhân gây ra các lỗ thủng tầng ôzôn, dừng lại, sẽ mất 100-200 năm để khôi phục nó về thể tích trước đó.
