Zamknij

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej polityce prywatności.

Treść zadania

karcia1871

Jak powstaje dziura ozonowa? Najlepiej krok po kroku!

Zadanie jest zamknięte. Autor zadania wybrał już najlepsze rozwiązanie lub straciło ono ważność.

Najlepsze rozwiązanie

  • 0 0

    Dziura ozonowa powstaje wskutek niszczenia warstwy ozonowej przez związki chemiczne zwane freonami. Pod wpływem ultrafioletu freony ulegają fotolizie dzięki to której z freonów uwalniają się atomy chloru. Atomy te reagują z ozonem w wyniku czego tworzą tlenek chloru i dwuatomową cząsteczkę tlenu. Następnie dochodzi do reakcji dwóch tlenków chloru w wyniku czego powstaje tlenek chloru II oraz atom chloru, który może ponownie służyć do rozbicia cząsteczki ozonu. W ten sposób reakcja może zachodzić samorzutnie aż do wyczerpania ozonu albo w przypadku kiedy chlor zostanie usunięty w wyniku innych reakcji chemicznych. I co więcej może również zajść taka sytuacja, że tlenek chloru II rozpadnie się na cząsteczkę dwuatomową tlenu i atom chloru, który podobnie może rozbijać cząsteczki ozonu tak samo jak inne atomy chloru. W ten sposób za sprawą atomu chloru powstaje błędne koło reakcji chemicznych, które rozbijają ciągle ozon.

Rozwiązania

  • userphoto

    Dziura ozonowa powstaje wskutek niszczenia warstwy ozonowej przez związki chemiczne zwane freonami. Pod wpływem ultrafioletu freony ulegają fotolizie dzięki to której z freonów uwalniają się atomy chloru. Atomy te reagują z ozonem w wyniku czego tworzą tlenek chloru i dwuatomową cząsteczkę tlenu. Następnie dochodzi do reakcji dwóch tlenków chloru w wyniku czego powstaje tlenek chloru II oraz atom chloru, który może ponownie służyć do rozbicia cząsteczki ozonu. W ten sposób reakcja może zachodzić samorzutnie aż do wyczerpania ozonu albo w przypadku kiedy chlor zostanie usunięty w wyniku innych reakcji chemicznych. I co więcej może również zajść taka sytuacja, że tlenek chloru II rozpadnie się na cząsteczkę dwuatomową tlenu i atom chloru, który podobnie może rozbijać cząsteczki ozonu tak samo jak inne atomy chloru.

    Jak widać w ten sposób za sprawą atomu chloru powstaje błędne koło reakcji chemicznych, które rozbijają ciągle ozon.

    Szacuje się, że roczne tempo spadku zawartości ozonu w okolicach równika wynosi poniżej 0,2%, a w umiarkowanych szerokościach geograficznych w zależności właśnie od szerokości od 0,4 do 0,8%. Największe tempo wzrostu oczywiście jest w miejscu, w którym obecnie się znajduje dziura ozonowa, tj. w okolicach bieguna południowego i niestety nadal rośnie. Między 1987 rokiem a 1992 zawartość ozonu zmniejszyła się w stosunku do zawartości z 1970 roku o ponad 50%.

    Do powstawania dziury ozonowej przyczyniają się także inne gazy. Wśród nich możemy wymienić: halony oraz tlenki azotu. Halony są nietoksycznymi gazami lub cieczami, które nie ulegają spalaniu a stosowane są do produkcji gaśnic. Z kolei tlenki azotu dostają się do ozonosfery w wyniku spalania paliw przez silniki samolotów i rakiet oraz w wyniku wybuchów jądrowych.

    Istotnym jest także sam fakt powstawania dziury ozonowej właśnie nad Antarktydą, chociaż tereny uprzemysłowione znajdują się na północnej półkuli. Dzieje się tak ponieważ, freony pod wpływem różnicy ciśnień krążą w powietrzu po całej kuli ziemskiej w tym także nad Antarktydą. Ponieważ wraz z nadejściem nocy polarnej nad Antarktydą tworzy się właśnie tam wir, freony, które znajdują się dokładnie wokół bieguna południowego tam pozostają i w ten oto sposób to tam powstaje dziura ozonowa, która jak widać jest nie lada problemem skoro w tak łatwy sposób powstaje.

  • userphoto

    Ozon stratosferyczny powstaje w wyniku oddziaływania promieniowania ultrafioletowego Słońca na cząsteczki atmosferycznego tlenu. Powstały ozon zanika w reakcji katalitycznego rozpadu z atomami chloru, uwolnionymi po rozpadzie freonów.

    W czasie nocy polarnej duże obszary podbiegunowe znajdują się w półmroku albo są całkowicie nieoświetlone przez Słońce, dlatego wytwarzanie ozonu w tym obszarze ulega redukcji. Naturalny oraz wywołany zanieczyszczeniami rozpad trójatomowej cząsteczki tlenu nie zatrzymuje się w tym okresie, co prowadzi do zmniejszenia "grubości" warstwy ozonowej.

    Problem pojawił się gdy zaczęto używać związku CCl2F2, zwanego freonem 12 oraz innych fluoropochodnych metanu i etanu (nazwanych wspólnie freonami lub CFC's - ang. chlorofluorocarbons) do produkcji aerozoli. Związki te wykorzystywane były:

    * w sprężarkach,
    * w urządzeniach chłodniczych i klimatyzacyjnych,
    * do produkcji lakierów,
    * w przemyśle kosmetycznym,
    * w medycynie.

    Cząsteczki freonów nie wchodzą w reakcję z innymi substancjami i nie rozpadają się w troposferze, mogą więc pozostawać w atmosferze w stanie niezmienionym ponad 100 lat. Po przejściu do ozonosfery freony rozkładają się pod wpływem promieniowania ultrafioletowego na pierwiastki: węgiel, fluor i chlor. Wprawdzie węgiel spala się, atomy fluoru łączą się ze sobą, ale chlor jest katalizatorem rozkładu ozonu w zwykły tlen dwuatomowy.

    Po raz pierwszy dziurę ozonową zaobserwowano w 1985 roku nad Antarktydą. Doprowadziło to do uchwalenia Konwencji Wiedeńskiej w sprawie Ochrony Warstwy Ozonowej. Zakładała ona konieczność ograniczenia produkcji freonów, halonów i tlenków azotu, bezpośrednio odpowiedzialnych za zanikanie warstwy ozonowej.

    W 1982 roku doktor Farman w czasie badań na Antarktydzie Zachodniej odkrył, że znaczna część pokrywy ozonowej nad biegunem zanikła. Przez następne lata dziura ozonowa nad biegunem powiększała się tak, że w październiku 1987 roku ilość ozonu była tam o 50% mniejsza niż przed jej odkryciem, w 1989 roku w wyższych warstwach zniknęło nawet ponad 95% ozonu. Według różnych badań stwierdzono, że przyczyną zanikania ozonu jest rosnąca koncentracja freonów. W 1986 i 1987 przeprowadzono pomiary w Antarktydzie i wskazano mechanizm ubywania ozonu stratosferycznego, związany z reakcją heterogeniczną, w której rolę katalizującą odgrywają polarne chmury stratosferyczne. Za podstawowy wkład w zrozumienie chemii atmosfery i wyjaśnienie tajemnicy powstawania dziury ozonowej Susan Solomon otrzymała nagrodę Amerykańskiego Towarzystwa Meteorologicznego.

    Badania stężenia ozonu w skaatmosferze ziemskiej wykazały, że w ciągu ostatnich kilkunastu lat zmniejsza się ono (średnio 0,2% rocznie). Obniżanie się zawartości tego gazu opisuje się jako powiększanie dziury ozonowej. Zjawisko to obserwuje się nie tylko nad Antarktydą, ale również na mniejszych szerokościach geograficznych, także nad Polską. Regularne badania nad grubością warstwy ozonowej rozpoczęto w latach 80. XX wieku. Posłużyły do tego satelity. Z ich pomocą udało się stwierdzić, że ubytki ozonu mają charakter sezonowy. W grudniu 2000 roku prasa popularnonaukowa podała, że dziura ozonowa nad Antarktydą jest gigantyczna i nie wykazuje tendencji do zmniejszania. Uznano to za pośredni skutek niezwykle ostrej zimy. Sytuacja powtórzyła się niedawno nad Arktyką.

    Konwencja Wiedeńska przyniosła wymierne efekty, w związku z czym przyszłość rysuje się jednak w jasnych barwach. Emisja freonów powoli, ale systematycznie maleje, jednak okres potrzebny na odbudowanie warstwy ozonowej szacuje się na kilkadziesiąt lat.

  • Eddy_

    Dziura ozonowa, czyli znaczący ubytek ozonu w górnych warstwach atmosfery, przez kolejne dziesięciolecia będzie się utrzymywać. Zawartość ozonu w atmosferze będzie niższa od tej, którą obserwowano w latach 70. XX w. To znaczy, że na Ziemię będzie docierać nadmierna ilość promieniowania UV - mówi zajmujący się fizyką atmosfery naukowiec z Instytutu Geofizyki PAN doc. dr hab. Janusz Krzyścin.
    W piątek obchodzony jest Międzynarodowy Dzień Ochrony Warstwy Ozonowej. Został on ustanowiony przez ONZ w 1994 r. 16 września jest rocznicą podpisania w 1987 r. Protokołu Montrealskiego, zawierającego postanowienia dotyczące ograniczenia emisji do atmosfery substancji niszczących warstwę ozonową. Protokół został podpisany przez 184 państwa, w tym Polskę.

    Chociaż stężenie ozonu w atmosferze jest stosunkowo niewielkie (w obszarze maksymalnej koncentracji tego gazu stwierdzono obecność kilku cząsteczek ozonu na milion cząsteczek powietrza), jest on niezastąpioną barierą, chroniącą Ziemię.

    "Ozon jest niezmiernie ważny dla życia na Ziemi, ma bowiem zdolność pochłaniania promieniowania UV Słońca. Promieniowanie słoneczne w zakresie UV cechuje duża energia, zdolna do niszczenia organizmów żywych. Osłabienie tego promieniowania przez ozon jest warunkiem życia na Ziemi. Ponadto pochłaniając promieniowanie UV, ozon jednocześnie zmienia warunki termiczne w atmosferze, wpływając pośrednio na cyrkulację powietrza w stratosferze, co w pewnym stopniu decyduje także o warunkach klimatycznych na powierzchni Ziemi" - wyjaśnia Krzyścin.

    Tlen w atmosferze ziemskiej najczęściej występuje w postaci cząsteczki złożonej z dwóch atomów (O2). Ozon to szczególna postać tlenu - cząsteczka składająca się z trzech atomów tego pierwiastka (O3).

    Gaz ten ma zdolność pochłaniania promieniowania UV, dzięki czemu mniej szkodliwych promieni słonecznych dociera do powierzchni Ziemi

    Warstwa ozonowa znajduje się głównie w stratosferze, na wysokościach między 10 a 50 kilometrami od powierzchni Ziemi. Maksymalne koncentracja ozonu nad Polską występuje na wysokości ok. 20-22 km.

    W okresie ostatnich kilkudziesięciu lat zaczęto obserwować, że zawartość ozonu w atmosferze zmienia się. Zwłaszcza w okolicach Bieguna Południowego daje się zauważyć jego znaczący ubytek. Stało się to poważnym problemem w skali globalnej.

    "Spowodowało to znaczne zaniepokojenie zarówno środowiska naukowego, jak i opinii publicznej. Zwiększone zainteresowanie ozonem atmosferycznym rozpoczęło się w latach 70. XX wieku, gdy stwierdzono możliwości niszczenia ozonu przez substancje wypuszczane do atmosfery przez ludzi, czyli zawierające chlor, freony i halony" - zaznacza Krzyścin.

    Gazy te przy powierzchni Ziemi wydają się być obojętne i bardzo trwałe. Jednak kiedy dostają się w wysokie warstwy atmosfery, pod wpływem intensywnego promieniowania słonecznego rozpadają się, uwalniając chlor i brom - pierwiastki lawinowo niszczące ozon. Intensywny rozwój przemysłu chłodniczego, komputerowego i kosmetycznego od lat 50. spowodował ogromny wzrost emisji tych związków do atmosfery.

    Dziurę ozonową zaobserwowano na początku lat 80. XX wieku na wybrzeżu Antarktydy. Późniejsze prace naukowe pozwoliły wyjaśnić, że na niszczenie ozonu ma wpływ obecność chmur w dolnej stratosferze (15-20 km), gdy w atmosferze znajdują się związki chloru. Prowadzi to nawet niekiedy do zaniku ozonu w tej warstwie.

    "Na skutek specyficznych reakcji na powierzchni tych chmur zwiększa się ilość aktywnego chloru, co prowadzi do lawinowego niszczenia molekuł ozonu. Szacuje się, że jeden atom chloru jest w stanie rozbić około miliona cząsteczek ozonu, zanim zostanie trwale związany w substancje niezagrażające warstwie ozonowej" - wyjaśnia fizyk.
    Chmury w dolnej stratosferze pojawiają się w bardzo niskich temperaturach w czasie nocy polarnej. Występują one corocznie na półkuli południowej (Antarktyda) i sporadycznie na półkuli północnej (Arktyka). Zanikają w połowie wiosny. Dziura ozonowa istnieje więc tylko w tym okresie i nad tymi obszarami.

    Naciski środowiska naukowego doprowadziły do podjęcia przez Organizację Narodów Zjednoczonych działań na rzecz ochrony warstwy ozonowej. 16 września 1987 r. wprowadzono w życie Protokół Montrealski, dotyczący redukcji emisji do atmosfery związków chloru i bromu. Późniejsze poprawki do Protokołu wymusiły konieczność zastąpienia związków niszczących warstwę ozonową innymi mniej szkodliwymi substancjami.

    "Obecne pomiary zawartości substancji niszczących warstwę ozonowa pokazują, że osiągnięto znaczący sukces. Zawartość freonów i halonów przy powierzchni Ziemi uległa zmniejszeniu od połowy lat 90., a wysoko w atmosferze od początku naszego wieku nie stwierdzono wzrostu ich zawartości" - podkreśla Krzyścin.

    Jak uważają naukowcy, niszczycielskie działanie freonów osiąga obecnie swoje apogeum. Nazbierały się one od początku lat 70. XX wieku. Chociaż obecnie państwa sygnatariusze międzynarodowych konwencji przestrzegają zakazu stosowania tych gazów, ich nagromadzenie w górnych warstwach atmosfery wciąż jest problemem.

    "Terminu regeneracji warstwy ozonowej nie można precyzyjnie określić, gdyż nie wszystkie mechanizmy atmosferyczne rządzące zmianami ozonu są poznane. Obecnie szacuje się ten czas na 10-100 lat" - wyjaśnia Krzyścin.

    Zanim to jednak nastąpi, planeta będzie narażona na zwiększone oddziaływanie promieni UV.

Podobne zadania

landryna Na czym polega dziura ozonowa Przedmiot: Biologia / Gimnazjum 2 rozwiązania autor: landryna 4.4.2011 (18:10)

Podobne materiały

Przydatność 100% Dziura ozonowa

Dziura ozonowa to znaczny spadek koncentracji ozonu w atmosferze ziemskiej (do 90% średniej koncentracji); jest obserwowana w okolicach bieguna pd., nad Antarktydą, gdzie pojawia się rokrocznie w okresie wiosennym (od września do listopada); jej główną przyczyną są prawdopodobnie przedostające się do atmosfery związki chloru, zwłaszcza freony i halony. Ozonosfera to warstwa w...

Przydatność 50% Dziura ozonowa

Czym jest dziura ozonowa? W atmosferze ziemskiej na wysokości od 10 do 50 km występuje warstwa o podwyższonej koncentracji ozonu (O3) - ozonosfera. Maksymalne stężenie ozonu utrzymuje się na wysokości ok. 23 km. Od końca lat 70 - tych obserwuje się znaczny spadek zawartości ozonu, szczególnie nad Antarktydą, w rejonie bieguna południowego. Zmniejszenie koncentracji ozonu w...

Przydatność 60% Dziura ozonowa

Dziura ozonowa, spadek zawartości ozonu (O3) na wysokości 15-20 km głównie w obszarze bieguna południowego, obserwowany od końca lat 80. Tempo spadku wynosi ok. 3% na rok. Powstawanie dziury ozonowej Największe znaczenie mają w tym procesie związki chlorofluorowęglowe ( freony), z których uwolniony chlor (pod wpływem promieniowania ultrafioletowego) atakuje cząsteczki ozonu,...

Przydatność 80% Dziura ozonowa.

1. Czym jest dziura ozonowa? W atmosferze ziemskiej na wysokości od 10 do 50 km występuje warstwa o podwyższonej koncentracji ozonu (O3) - ozonosfera. Maksymalne stężenie ozonu utrzymuje się na wysokości ok. 23 km. Od końca lat 70 - tych obserwuje się znaczny spadek zawartości ozonu, szczególnie nad Antarktydą, w rejonie bieguna południowego. Zmniejszenie koncentracji ozonu w...

Przydatność 70% Dziura ozonowa

Ozon jest formą tlenu z trzema atomami (zamiast dwóch jak w "normalnym" tlenie) jest wyraźnie toksyczny. Jedna cząstka tego gazu na milion części powietrza jest już dla ludzi trująca. Blisko powierzchni Ziemi ozon jest trucizną, która współuczestniczy w tworzeniu smogu fotochemicznego i kwaśnego deszczu. Na szczęście w niższej warstwie atmosfery-troposferze- znajduje się tylko...

Dodaj zadanie

Zobacz więcej opcji

Pierwszy raz?

Zapoznaj się z krótkim opisem jak sprawnie zdobywać punkty, sprawdź ile kosztuje dodanie zadania, itp. Zapoznaj się z możliwościami serwisu Zaliczaj.

Zaproś swoich znajomych

Zaproś swoich znajomych do serwisu. Im więcej osób zaprosić, tym więcej zdobędziesz punktów. Zarób nawet 100 punktów.