ความหมายของหลุมโอโซน หลุมโอโซนคืออะไร

หลุมโอโซน - ช่องว่างในชั้นโอโซโนสเฟียร์ (เส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 1,000 กม.) ที่ปรากฏเหนือทวีปแอนตาร์กติกาและเคลื่อนตัวไปยัง พื้นที่ที่มีประชากรออสเตรเลีย. หลายคนไม่เข้าใจว่าทำไม หลุมโอโซนก่อตัวขึ้นในแอนตาร์กติกาเมื่อมีการปล่อยฟรีออนหลักเกิดขึ้นในซีกโลกเหนือ หลุมโอโซนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 1,000 กิโลเมตรถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1985 ในซีกโลกใต้เหนือทวีปแอนตาร์กติกาโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่นำโดยจอร์จ ฟาร์แมน

หลุมโอโซนคือความเข้มข้นของโอโซนที่ลดลงเฉพาะจุดในชั้นโอโซนของโลก อีกหลุมหนึ่งก่อตัวขึ้นเหนือซีกโลกเหนือในอาร์กติก แต่มีขนาดเล็กกว่า ในขั้นตอนของการพัฒนามนุษย์นี้ นักวิทยาศาสตร์โลกได้พิสูจน์แล้วว่ามีหลุมโอโซนจำนวนมากบนโลก แต่ที่อันตรายที่สุดและใหญ่ที่สุดนั้นตั้งอยู่เหนือทวีปแอนตาร์กติกา

หลุมโอโซนเกิดขึ้นได้อย่างไร? จะแก้ไขพวกเขาได้อย่างไร?

Rowland และ Molina แนะนำว่าอะตอมของคลอรีนอาจทำให้เกิดการทำลายโอโซนปริมาณมากในชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ บางครั้งมีการโต้แย้งว่าเนื่องจากโมเลกุลของฟรีออนหนักกว่าไนโตรเจนและออกซิเจนมาก จึงไม่สามารถเข้าถึงสตราโตสเฟียร์ได้ในปริมาณมาก ดังนั้นแม้แต่ก๊าซหนักเช่นก๊าซเฉื่อยหรือฟรีออนก็ยังมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันในชั้นบรรยากาศรวมถึงการไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ด้วย

เนื่องจากปฏิกิริยาต่ำ จึงไม่ถูกบริโภคในชั้นบรรยากาศชั้นล่างและมีอายุการใช้งานหลายปีหรือหลายสิบปี ในเวลานี้ ดวงอาทิตย์ไม่ได้ส่องสว่างบริเวณขั้วโลก และไม่มีโอโซนเกิดขึ้นที่นั่น

ผู้ค้นพบชั้นโอโซนคือนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Charles Fabry และ Henri Buisson ในปี พ.ศ. 2455 พวกเขาสามารถใช้การตรวจวัดรังสีอัลตราไวโอเลตทางสเปกโทรสโกปีเพื่อพิสูจน์การมีอยู่ของโอโซนในชั้นบรรยากาศที่ห่างไกลจากโลก อนุสัญญาเวียนนาว่าด้วยการคุ้มครองชั้นโอโซนได้รับการรับรองในปี พ.ศ. 2528 และพิธีสารมอนทรีออลได้รับการรับรองในปี พ.ศ. 2530 บางส่วนก็สามารถไปถึงได้ พื้นผิวโลกและแพร่กระจายสู่ชั้นบรรยากาศผ่านรอยแตก

ปี 1992 เป็นปีที่น่าสังเกตสำหรับนักวิทยาศาสตร์จากข้อเท็จจริงที่ว่าหลุมโอโซนอีกแห่งซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่ามากได้ก่อตัวขึ้นเหนือซีกโลกเหนือในทวีปแอนตาร์กติกา และในปี 2551 เส้นผ่านศูนย์กลางของปรากฏการณ์โอโซนแรกที่ค้นพบในทวีปแอนตาร์กติกานั้นมีขนาดสูงสุดเป็นประวัติการณ์ - 27 ล้านตารางกิโลเมตร เพราะ ชั้นโอโซนได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องพื้นผิวโลกของเราจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่มากเกินไปจากแสงอาทิตย์ ดังนั้นหลุมโอโซนจึงถือได้ว่าเป็นปรากฏการณ์ที่อันตรายอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิต

มีชั้นโอโซนอยู่ในชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือพื้นผิวโลกประมาณ 20 - 50 กิโลเมตร โอโซนก็คือ รูปร่างพิเศษออกซิเจน ชั้นโอโซนในบรรยากาศมีความบางมาก หากโอโซนในชั้นบรรยากาศที่มีอยู่ทั้งหมดครอบคลุมพื้นที่ 45 ตารางกิโลเมตรเท่ากัน ผลลัพธ์ที่ได้จะมีชั้นหนา 0.3 เซนติเมตร

ชั้นโอโซนคืออะไร และเหตุใดการทำลายจึงเป็นอันตราย?

ในปี 1978 จากข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบของฟรีออนต่อชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศ รัฐบาลสหรัฐอเมริกา (USA) ได้สั่งห้ามการผลิตและจำหน่ายสเปรย์ที่มีฟรีออน จริงอยู่ ผู้ผลิตสเปรย์และนักวิทยาศาสตร์หลายคนมองว่าทฤษฎีการทำลายชั้นโอโซนไม่น่าเชื่อ ในปี 1985 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ค้นพบสิ่งที่น่าประหลาดใจ พวกเขาค้นพบ “หลุม” ขนาดใหญ่ในชั้นโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกา หลุมนี้ซึ่งมีขนาดเท่ากับสหรัฐอเมริกา จะปรากฏขึ้นทุกฤดูใบไม้ผลิ

พื้นที่ของหลุมโอโซนที่เรียกว่าซึ่งก่อตัวทุกปีในสตราโตสเฟียร์เหนือแอนตาร์กติกานั้นใหญ่กว่าพื้นที่ของทวีปถึง 1.7 เท่า ตามรายงานของสำนักงานอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติของญี่ปุ่น หลุมโอโซนเกิดจากการที่ชั้นโอโซนหมดสิ้นลงโดยก๊าซ เช่น ฟรีออน และก่อตัวทุกปีระหว่างเดือนสิงหาคมถึงธันวาคม

หลุมโอโซน – สาเหตุและผลที่ตามมา

ปรากฏทุกปีในเดือนสิงหาคม และสิ้นสุดในเดือนธันวาคม-มกราคม ดังนั้นฟลูออรีนจึงไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซน ไอโอดีนยังไม่ทำลายโอโซนในสตราโตสเฟียร์เนื่องจากสารอินทรีย์ที่มีไอโอดีนนั้นถูกใช้ไปเกือบทั้งหมดในโทรโพสเฟียร์

ฮาโลคาร์บอนยังมีอยู่ในก๊าซจากปล่องไฮโดรเทอร์มอล ดังนั้นอนุภาคของแข็งที่เข้าสู่สตราโตสเฟียร์ย้อนกลับไปในปี 1991 ระหว่างการปะทุของภูเขาไฟปินาตูโบในหมู่เกาะฟิลิปปินส์ยังคงมีส่วนทำให้เกิดหลุมโอโซน หลุมโอโซนเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต เนื่องจากชั้นโอโซนช่วยปกป้องพื้นผิวโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ในปริมาณที่มากเกินไป

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบหลุมโอโซนในชั้นบรรยากาศ

“หลุม” โอโซน (ความเข้มข้นของโอโซนในชั้นบรรยากาศลดลง) มีอยู่ตลอดเวลาเหนือทวีปแอนตาร์กติกา เพิ่มขึ้นในฤดูหนาวและถึงสูงสุดในฤดูใบไม้ผลิ และไม่สามารถ "ฟื้นฟูชั้นโอโซนได้อย่างสมบูรณ์" ควรสังเกตว่าโอโซนเป็นก๊าซที่ไม่เสถียร โมเลกุลของมันจะสลายตัวค่อนข้างเร็ว หลุมโอโซนแอนตาร์กติกได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 1987 ได้รับการยอมรับว่ามีขนาดค่อนข้างคงที่ - ตั้งแต่ 21 ถึง 30 ล้านตารางกิโลเมตร

ชั้นโอโซนตั้งอยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูงประมาณ 25 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลก และขอย้ำอีกครั้งว่าผู้คนต้องตำหนิการปรากฏตัวของหลุมโอโซน ไม่ แน่นอน พวกเขาไม่ได้ทำลายชั้นโอโซนอย่างแท้จริง

เนื่องจากไม่มีรังสีจากแสงอาทิตย์ จึงไม่เกิดโอโซนในคืนขั้วโลก ข้อความนี้เป็นจริงสำหรับละติจูดกลางและสูง ส่วนที่เหลือ วัฏจักรคลอรีนมีส่วนทำให้เกิดการสูญเสียโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์เพียง 15-25% ดูปองท์หลังจากเผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของฟรีออนในการทำลายโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์แล้ว ได้นำทฤษฎีนี้ด้วยความเกลียดชังและใช้เงินหลายล้านดอลลาร์ในการรณรงค์สื่อมวลชนเพื่อปกป้องฟรีออน

การวัดความเข้มข้นในบรรยากาศเชิงทดลองยืนยันสิ่งนี้ ตัวอย่างเช่น ทางด้านขวาคือกราฟการกระจายตัวของ CFC-11 ฟรีออนตามความสูง แต่นั่นไม่เป็นความจริง ทั้งคริปทอนที่มีมวลอะตอม 84 และฮีเลียมที่มีมวลอะตอม 4 มีความเข้มข้นสัมพัทธ์เท่ากัน ทั้งบริเวณใกล้พื้นผิวและระดับความสูงไม่เกิน 100 กม.

หลุมโอโซนนี้ปรากฏขึ้นทุกปีในเดือนสิงหาคม โดยจะหายไประหว่างเดือนธันวาคมถึงมกราคม ต่างจากตัวอย่างไฮโดรฟลูออโรฟรีออนซึ่งสลายตัวเป็นอะตอมของฟลูออรีน ซึ่งในทางกลับกันจะทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างไฮโดรเจนฟลูออไรด์ที่เสถียร ความจริงก็คือฟรีออนผสมกันอย่างดีในชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ ณ บริเวณที่เกิดปฏิกิริยาดังกล่าว ชั้นโอโซนจะถูกทำลายและหายไป หลุมโอโซนถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1985 โดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่นำโดยโจ ฟาร์แมน

ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดเหล่านี้และข้อมูลอื่น ๆ เสริมสร้างข้อสรุปของการประเมินก่อนหน้านี้ว่าประชากร หลักฐานทางวิทยาศาสตร์บ่งชี้ว่าการสูญเสียโอโซนที่สังเกตได้ที่ละติจูดกลางและละติจูดสูงมีสาเหตุหลักมาจากสารประกอบที่ประกอบด้วยคลอรีนและโบรมีนโดยมนุษย์

ข้อความต้นฉบับ(ภาษาอังกฤษ)

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดเหล่านี้และอื่นๆ เสริมข้อสรุปของการประเมินก่อนหน้านี้ว่าน้ำหนักของหลักฐานทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าการสูญเสียโอโซนในละติจูดกลางและละติจูดสูงที่สังเกตได้ส่วนใหญ่เนื่องมาจากคลอรีนและสารประกอบโบรมีนที่มนุษย์สร้างขึ้น

ตามสมมติฐานอื่น กระบวนการสร้าง "หลุมโอโซน" อาจเป็นไปตามธรรมชาติเป็นส่วนใหญ่ และไม่เกี่ยวข้องกับผลร้ายของอารยธรรมมนุษย์เพียงอย่างเดียว

เพื่อกำหนดขอบเขตของหลุมโอโซน จึงได้เลือกระดับโอโซนในบรรยากาศขั้นต่ำที่ 220 ด็อบสันยูนิต

พื้นที่หลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกาเฉลี่ย 22.8 ล้านตารางกิโลเมตรในปี 2561 (ในปี 2553-2560 มูลค่าเฉลี่ยต่อปีอยู่ระหว่าง 17.4 ถึง 25.6 ล้านตารางกิโลเมตร ในปี 2543-2552 - จาก 12.0 ถึง 26 .6 ล้านตารางกิโลเมตร กิโลเมตรในปี 2533-2542 - จาก 18.8 ถึง 25.9 ล้านตารางกิโลเมตร)

เรื่องราว [ | ]

หลุมโอโซนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 1,000 กม. ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1985 ในซีกโลกใต้ เหนือทวีปแอนตาร์กติกา โดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ: (ภาษาอังกฤษ), (ภาษาอังกฤษ), (ภาษาอังกฤษ)ซึ่งตีพิมพ์บทความที่เกี่ยวข้องในวารสาร Nature ทุกเดือนสิงหาคมจะปรากฏขึ้นและในเดือนธันวาคม - มกราคมก็หยุดอยู่ เหนือซีกโลกเหนือในอาร์กติก มีหลุมโอโซนขนาดเล็กจำนวนมากในฤดูใบไม้ร่วงและฤดูหนาว พื้นที่ของหลุมดังกล่าวไม่เกิน 2 ล้านกม. ² อายุการใช้งานสูงสุด 7 วัน

กลไกการศึกษา[ | ]

เนื่องจากไม่มีรังสีจากแสงอาทิตย์ จึงไม่เกิดโอโซนในคืนขั้วโลก ไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลต - ไม่มีโอโซน โมเลกุลโอโซนที่มีมวลมากจะจมลงสู่พื้นผิวโลกและถูกทำลายเนื่องจากไม่เสถียรที่ความดันปกติ

Rowland และ Molina แนะนำว่าอะตอมของคลอรีนอาจทำให้เกิดการทำลายโอโซนปริมาณมากในชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ การค้นพบนี้อิงจากงานที่คล้ายกันของ Paul Joseph Crutzen และ Harold Johnstone ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไนโตรเจน (II) ออกไซด์ (NO) สามารถเร่งการทำลายโอโซนได้

การรวมกันของปัจจัยทำให้ความเข้มข้นของโอโซนในชั้นบรรยากาศลดลงซึ่งสาเหตุหลักคือการตายของโมเลกุลโอโซนในการทำปฏิกิริยากับ สารต่างๆกำเนิดโดยมนุษย์และธรรมชาติ การไม่มีรังสีดวงอาทิตย์ในฤดูหนาวขั้วโลก กระแสน้ำวนขั้วโลกที่มีความเสถียรเป็นพิเศษ ซึ่งป้องกันการแทรกซึมของโอโซนจากละติจูดต่ำกว่าขั้ว และการก่อตัวของเมฆสตราโตสเฟียริกขั้วโลก (PSC) ซึ่งเป็นพื้นผิวที่อนุภาคเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซน ปฏิกิริยา ปัจจัยเหล่านี้เป็นลักษณะเฉพาะของทวีปแอนตาร์กติก โดยในแถบอาร์กติก น้ำวนขั้วโลกจะอ่อนลงมากเนื่องจากไม่มีพื้นผิวทวีป อุณหภูมิจะสูงกว่าในทวีปแอนตาร์กติกหลายองศา และ PSO พบได้น้อยกว่าและมีแนวโน้มที่จะสลายตัวใน ต้นฤดูใบไม้ร่วง เนื่องจากโมเลกุลโอโซนมีฤทธิ์ทางเคมีจึงสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอนินทรีย์และอินทรีย์ได้หลายชนิด สารหลักที่มีส่วนช่วยในการทำลายโมเลกุลโอโซน ได้แก่ สารธรรมดา (ไฮโดรเจน ออกซิเจน คลอรีน อะตอมโบรมีน) อนินทรีย์ (ไฮโดรเจนคลอไรด์ ไนโตรเจนมอนนอกไซด์) และสารประกอบอินทรีย์ (มีเทน ฟลูออโรคลอรีน และฟลูออโรโบรโมฟรีออน ซึ่งปล่อยอะตอมของคลอรีนและโบรมีน) . ต่างจากตัวอย่างไฮโดรฟลูออโรฟรีออนซึ่งสลายตัวเป็นอะตอมของฟลูออรีน ซึ่งในทางกลับกันจะทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดไฮโดรเจนฟลูออไรด์ที่เสถียร ดังนั้นฟลูออรีนจึงไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซน ไอโอดีนยังไม่ทำลายโอโซนในสตราโตสเฟียร์เนื่องจากสารอินทรีย์ที่มีไอโอดีนนั้นถูกใช้ไปเกือบทั้งหมดในโทรโพสเฟียร์ ปฏิกิริยาหลักที่นำไปสู่การทำลายโอโซนมีให้ในบทความเกี่ยวกับชั้นโอโซน

ผลที่ตามมา [ | ]

การที่ชั้นโอโซนอ่อนตัวลงจะเพิ่มการไหลของรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ลงสู่น่านน้ำมหาสมุทร ส่งผลให้สัตว์และพืชทะเลมีอัตราการเสียชีวิตเพิ่มขึ้น

ฟื้นฟูชั้นโอโซน[ | ]

แม้ว่ามนุษยชาติได้ดำเนินมาตรการเพื่อจำกัดการปล่อยฟรีออนที่มีคลอรีนและโบรมีนโดยการเปลี่ยนไปใช้สารอื่นๆ เช่น ฟรีออนที่มีฟลูออรีน แต่กระบวนการในการฟื้นฟูชั้นโอโซนจะใช้เวลาหลายทศวรรษ ประการแรกนี่เป็นเพราะปริมาณฟรีออนที่สะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศจำนวนมากซึ่งมีอายุการใช้งานหลายสิบหรือหลายร้อยปี ดังนั้นจึงไม่ควรคาดว่าจะปิดหลุมโอโซนจนกว่าจะถึงปี 2591 ตามที่ศาสตราจารย์ซูซาน โซโลมอนกล่าวไว้ ระหว่างปี 2000 ถึง 2015 หลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกาลดลงประมาณขนาดของอินเดีย จากข้อมูลของ NASA ในปี 2543 พื้นที่หลุมโอโซนเหนือแอนตาร์กติกาโดยเฉลี่ยต่อปีอยู่ที่ 24.8 ล้านตารางกิโลเมตรในปี 2558 - 25.6 ล้านตารางกิโลเมตร

ความเข้าใจผิดเกี่ยวกับหลุมโอโซน[ | ]

มีตำนานมากมายเกี่ยวกับการก่อตัวของหลุมโอโซน แม้จะมีลักษณะที่ไม่เป็นไปตามหลักวิทยาศาสตร์ แต่ก็มักปรากฏในสื่อ [ ] - บางครั้งเกิดจากความไม่รู้ บางครั้งได้รับการสนับสนุนจากผู้สนับสนุนทฤษฎีสมคบคิด บางส่วนมีการระบุไว้ด้านล่าง

หลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกานั้นมีมาเป็นเวลานานแล้ว[ | ]

การสังเกตทางวิทยาศาสตร์อย่างเป็นระบบของชั้นโอโซนของทวีปแอนตาร์กติกาได้ดำเนินการมาตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ 20 แต่ในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษที่ 70 เท่านั้นที่มีการค้นพบการก่อตัวของหลุมโอโซนแอนตาร์กติกที่ "เสถียร" และการพัฒนาที่รวดเร็ว (ขนาดที่เพิ่มขึ้นและความเข้มข้นเฉลี่ยของโอโซนลดลงภายในขอบเขตของหลุม) ในยุค 80 และ 90 ทำให้เกิดความตื่นตระหนกว่าจุดที่ไม่หวนกลับในขอบเขตของผลกระทบเชิงทำลายล้างต่อมนุษย์ต่อชั้นโอโซนได้ผ่านไปแล้ว .

ฟรีออนเป็นตัวทำลายโอโซนหลัก[ | ]

ข้อความนี้เป็นจริงสำหรับละติจูดกลางและสูง ส่วนที่เหลือ วัฏจักรคลอรีนมีส่วนทำให้เกิดการสูญเสียโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์เพียง 15-25% ควรสังเกตว่า 80% ของคลอรีนมีต้นกำเนิดจากมนุษย์ (สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของวัฏจักรต่างๆ ดูบทความเกี่ยวกับชั้นโอโซน) นั่นคือการแทรกแซงของมนุษย์ช่วยเพิ่มการมีส่วนร่วมของวงจรคลอรีนอย่างมาก และด้วยแนวโน้มปัจจุบันที่จะเพิ่มการผลิตฟรีออนก่อนที่พิธีสารมอนทรีออลจะมีผลใช้บังคับ (10% ต่อปี) จาก 30 เป็น 50% การสูญเสียทั้งหมดโอโซนในปี 2593 เกิดจากการสัมผัสกับฟรีออน ก่อนการแทรกแซงของมนุษย์ กระบวนการสร้างและทำลายโอโซนยังอยู่ในภาวะสมดุล แต่ฟรีออนที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมของมนุษย์ได้เปลี่ยนสมดุลนี้ไปสู่ความเข้มข้นของโอโซนที่ลดลง สำหรับหลุมโอโซนขั้วโลก สถานการณ์ที่นี่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง กลไกการทำลายโอโซนโดยพื้นฐานแล้วแตกต่างไปจากละติจูดที่สูงกว่า ขั้นตอนสำคัญคือการเปลี่ยนรูปแบบที่ไม่ใช้งานของสารที่มีฮาโลเจนเป็นออกไซด์ ซึ่งเกิดขึ้นบนพื้นผิวอนุภาคของเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลก และเป็นผลให้โอโซนเกือบทั้งหมดถูกทำลายเมื่อทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน คลอรีนมีหน้าที่ 40-50% และโบรมีนมีหน้าที่ประมาณ 20-40%

ตำแหน่งของดูปองท์[ | ]

ดูปองท์หลังจากเผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของฟรีออนในการทำลายโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์แล้ว ได้นำทฤษฎีนี้ด้วยความเกลียดชังและใช้เงินหลายล้านดอลลาร์ในการรณรงค์สื่อมวลชนเพื่อปกป้องฟรีออน ประธานดูปองท์เขียนในบทความสัปดาห์เคมีเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2518 ว่าทฤษฎีการสูญเสียโอโซนเป็นเพียงนิยายวิทยาศาสตร์ ไร้สาระ และไม่สมเหตุสมผล นอกจากดูปองท์แล้ว ยังมีบริษัทจำนวนหนึ่งทั่วโลกที่ผลิตและกำลังผลิตอยู่ ประเภทต่างๆฟรีออนโดยไม่ต้องเสียค่าลิขสิทธิ์

ฟรีออนหนักเกินไปที่จะไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์[ | ]

บางครั้งมีการโต้แย้งว่าเนื่องจากโมเลกุลของฟรีออนหนักกว่าไนโตรเจนและออกซิเจนมาก จึงไม่สามารถเข้าถึงสตราโตสเฟียร์ได้ในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม ก๊าซในชั้นบรรยากาศจะถูกผสมอย่างสมบูรณ์ แทนที่จะแบ่งชั้นหรือจัดเรียงตามน้ำหนัก การประมาณเวลาที่ต้องใช้ในการแบ่งชั้นการแพร่กระจายของก๊าซในชั้นบรรยากาศต้องใช้เวลาหลายพันปี แน่นอนว่ามันเป็นไปไม่ได้ในบรรยากาศที่มีชีวิตชีวา กระบวนการถ่ายโอนมวลในแนวดิ่ง การพาความร้อน และความปั่นป่วนจะผสมบรรยากาศด้านล่างเทอร์โบพอสให้เร็วขึ้นมาก ดังนั้นแม้แต่ก๊าซหนักเช่นเฉื่อยหรือฟรีออนก็ยังมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันในชั้นบรรยากาศรวมถึงการไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ด้วย การวัดความเข้มข้นในบรรยากาศเชิงทดลองยืนยันสิ่งนี้ ตัวอย่างเช่น ทางด้านขวาคือกราฟการกระจายตัวของ CFC-11 ฟรีออนตามความสูง การวัดยังแสดงให้เห็นว่าจะใช้เวลาประมาณห้าปีกว่าที่ก๊าซที่ปล่อยออกมาบนพื้นผิวโลกจะไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ ดูกราฟที่สองทางด้านขวา หากก๊าซในบรรยากาศไม่ผสมกัน ก๊าซหนักจากองค์ประกอบของมัน เช่น อาร์กอนและคาร์บอนไดออกไซด์จะก่อตัวเป็นชั้นหนาหลายสิบเมตรบนพื้นผิวโลก ซึ่งจะทำให้พื้นผิวโลกไม่สามารถอยู่อาศัยได้ แต่นั่นไม่เป็นความจริง ทั้งคริปทอนที่มีมวลอะตอม 84 และฮีเลียมที่มีมวลอะตอม 4 มีความเข้มข้นสัมพัทธ์เท่ากัน ทั้งบริเวณใกล้พื้นผิวและระดับความสูงไม่เกิน 100 กม. แน่นอนว่าสิ่งที่กล่าวมาทั้งหมดเป็นจริงเฉพาะกับก๊าซที่ค่อนข้างเสถียร เช่น ฟรีออนหรือก๊าซเฉื่อย สารที่ทำปฏิกิริยาและอยู่ภายใต้อิทธิพลทางกายภาพต่างๆ เช่น ละลายในน้ำ ความเข้มข้นจะขึ้นอยู่กับระดับความสูง

แหล่งที่มาหลักของฮาโลเจนนั้นมาจากธรรมชาติ ไม่ใช่มาจากมนุษย์[ | ]

แหล่งที่มาของคลอรีนในชั้นสตราโตสเฟียร์

เชื่อกันว่าแหล่งกำเนิดฮาโลเจนตามธรรมชาติ เช่น ภูเขาไฟหรือมหาสมุทร มีความสำคัญต่อกระบวนการทำลายโอโซนมากกว่าที่ผลิตโดยมนุษย์ โดยไม่ต้องตั้งคำถามถึงการมีส่วนร่วมของแหล่งธรรมชาติต่อความสมดุลโดยรวมของฮาโลเจน ควรสังเกตว่าโดยทั่วไปพวกมันไปไม่ถึงชั้นสตราโตสเฟียร์เนื่องจากพวกมันละลายน้ำได้ (ส่วนใหญ่เป็นคลอไรด์ไอออนและไฮโดรเจนคลอไรด์) และถูกชะล้างออกจาก บรรยากาศร่วงหล่นดั่งสายฝนลงสู่พื้นดิน นอกจากนี้ สารประกอบธรรมชาติยังมีความเสถียรน้อยกว่าฟรีออน เช่น เมทิลคลอไรด์มีอายุขัยในชั้นบรรยากาศเพียงประมาณหนึ่งปี เมื่อเทียบกับฟรีออนที่มีอายุการใช้งานหลายสิบหรือหลายร้อยปี ดังนั้นการมีส่วนร่วมในการทำลายโอโซนในสตราโตสเฟียร์จึงค่อนข้างน้อย แม้แต่การปะทุที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนักของภูเขาไฟปินาตูโบในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2534 ก็ทำให้ระดับโอโซนลดลงไม่ได้เกิดจากการปล่อยฮาโลเจน แต่เนื่องมาจากการก่อตัวของละอองลอยกรดซัลฟิวริกจำนวนมาก ซึ่งเป็นพื้นผิวที่เร่งปฏิกิริยาการทำลายโอโซน โชคดีที่หลังจากเวลาเพียงสามปี ละอองลอยของภูเขาไฟเกือบทั้งหมดก็ถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศ ดังนั้นการปะทุของภูเขาไฟจึงเป็นปัจจัยในระยะสั้นที่ส่งผลต่อชั้นโอโซน ตรงกันข้ามกับฟรีออนซึ่งมีอายุการใช้งานหลายสิบหรือหลายร้อยปี

หลุมโอโซนจะต้องอยู่เหนือแหล่งกำเนิดของฟรีออน[ | ]

พลวัตของการเปลี่ยนแปลงขนาดของหลุมโอโซนและความเข้มข้นของโอโซนในทวีปแอนตาร์กติกาในแต่ละปี

หลายคนไม่เข้าใจว่าทำไมหลุมโอโซนจึงก่อตัวขึ้นในทวีปแอนตาร์กติกา ในเมื่อการปล่อยสาร CFC หลักเกิดขึ้นในซีกโลกเหนือ ความจริงก็คือฟรีออนผสมกันอย่างดีในชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ เนื่องจากปฏิกิริยาต่ำ จึงไม่ถูกบริโภคในชั้นบรรยากาศชั้นล่างและมีอายุการใช้งานหลายปีหรือหลายสิบปี เนื่องจากเป็นสารประกอบโมเลกุลที่มีความผันผวนสูง จึงเข้าถึงชั้นบรรยากาศชั้นบนได้ค่อนข้างง่าย

“หลุมโอโซน” ที่แอนตาร์กติกนั้นไม่มีอยู่ตลอดทั้งปี จะปรากฏในช่วงปลายฤดูหนาว - ต้นฤดูใบไม้ผลิ (สิงหาคมถึงกันยายน) และปรากฏให้เห็นในความเข้มข้นของโอโซนโดยเฉลี่ยที่ลดลงอย่างเห็นได้ชัดภายในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ขนาดใหญ่ สาเหตุที่หลุมโอโซนก่อตัวในทวีปแอนตาร์กติกานั้นสัมพันธ์กับสภาพอากาศในท้องถิ่น อุณหภูมิต่ำฤดูหนาวที่แอนตาร์กติกทำให้เกิดกระแสน้ำวนขั้วโลก อากาศภายในกระแสน้ำวนนี้ส่วนใหญ่เคลื่อนที่ไปตามวิถีปิดรอบขั้วโลกใต้ และผสมกับอากาศจากละติจูดอื่นเล็กน้อย ในเวลานี้ บริเวณขั้วโลกไม่ได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ และในตอนนั้นก็ไม่สว่างด้วย การฉายรังสีอัลตราไวโอเลตโอโซนไม่ได้ก่อตัวขึ้น แต่การสะสมก่อนหน้านี้จะถูกทำลาย (ทั้งอันเป็นผลมาจากอันตรกิริยากับสารและอนุภาคอื่น ๆ และเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเนื่องจากโมเลกุลของโอโซนไม่เสถียร) เมื่อถึงวันขั้วโลก ปริมาณโอโซนจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นและกลับสู่ระดับปกติ กล่าวคือความผันผวนของความเข้มข้นของโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกานั้นเป็นไปตามฤดูกาล

แต่ถ้าเราติดตามพลวัตของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของโอโซนและขนาดของรูโอโซนโดยเฉลี่ยในแต่ละปีในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ก็มีแนวโน้มที่ชัดเจนที่ความเข้มข้นของโอโซนโดยเฉลี่ยจะลดลงภายในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ขนาดใหญ่

แหล่งที่มาและบันทึก[ | ]

1. การประเมินทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการสูญเสียโอโซน: พ.ศ. 2549(ภาษาอังกฤษ) . สืบค้นเมื่อ 13 ธันวาคม 2550 สืบค้นเมื่อ 16 กุมภาพันธ์ 2555
2. “ความรู้คือพลัง” ข่าววิทยาศาสตร์ 27/12/99 (รัสเซีย)- สืบค้นเมื่อ 3 กรกฎาคม 2550 สืบค้นเมื่อ 16 กุมภาพันธ์ 2555

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าโลกเป็นดาวเคราะห์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่สุดในโลกของเรา ระบบสุริยะ- นี่เป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่เหมาะกับชีวิต แต่เราไม่ได้ชื่นชมสิ่งนี้เสมอไปและเชื่อว่าเราไม่สามารถเปลี่ยนแปลงและขัดขวางสิ่งที่ถูกสร้างขึ้นมานับพันล้านปีได้ ตลอดประวัติศาสตร์ของการดำรงอยู่ของมัน โลกของเราไม่เคยได้รับภาระมากมายเท่ากับที่มนุษย์มอบให้มัน

โลกของเรามีชั้นโอโซนซึ่งจำเป็นต่อชีวิตของเรามาก ช่วยปกป้องเราจากการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เล็ดลอดออกมาจากดวงอาทิตย์ หากไม่มีสิ่งนี้ ชีวิตบนโลกใบนี้คงเป็นไปไม่ได้

โอโซนเป็นก๊าซสีน้ำเงินที่มีกลิ่นเฉพาะตัว เราแต่ละคนรู้จักกลิ่นฉุนนี้ ซึ่งจะเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษหลังฝนตก โอโซนแปลว่า "กลิ่น" ในภาษากรีกไม่ใช่เพื่ออะไร มันถูกสร้างขึ้นที่ระดับความสูงไม่เกิน 50 กม. จากพื้นผิวโลก แต่ส่วนใหญ่จะอยู่ที่ระยะทาง 22 - 24 กม.

สาเหตุของหลุมโอโซน

ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 นักวิทยาศาสตร์เริ่มสังเกตเห็นการลดลงของชั้นโอโซน เหตุผลก็คือการเข้าสู่ชั้นบนของสตราโตสเฟียร์ของสารทำลายโอโซนที่ใช้ในอุตสาหกรรม การปล่อยจรวด และปัจจัยอื่นๆ อีกมากมาย เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลของคลอรีนและโบรมีน คลอโรฟลูออโรคาร์บอนและสารอื่นๆ ที่มนุษย์ปล่อยออกมาไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งภายใต้อิทธิพลของแสงแดด พวกมันจะสลายตัวเป็นคลอรีนและเผาโมเลกุลโอโซน ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าคลอรีน 1 โมเลกุลสามารถเผาผลาญโอโซนได้ 100,000 โมเลกุล และอยู่ในบรรยากาศได้นานถึง 75 ถึง 111 ปี!

จากการที่โอโซนในชั้นบรรยากาศตกลงมา ทำให้เกิดหลุมโอโซนขึ้น ครั้งแรกถูกค้นพบในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 ในแถบอาร์กติก เส้นผ่านศูนย์กลางไม่ใหญ่มากนัก และโอโซนลดลงร้อยละ 9

หลุมโอโซนในอาร์กติก

หลุมโอโซนคือเปอร์เซ็นต์ของโอโซนที่ลดลงอย่างรุนแรงในบางพื้นที่ในชั้นบรรยากาศ คำว่า "หลุม" เองทำให้สิ่งนี้ชัดเจนสำหรับเราโดยไม่ต้องอธิบายเพิ่มเติม

ในฤดูใบไม้ผลิปี 1985 ในทวีปแอนตาร์กติกา เหนือสถานี Hally Bay ปริมาณโอโซนลดลง 40% หลุมดังกล่าวกลายเป็นหลุมขนาดใหญ่และได้เคลื่อนตัวออกไปนอกทวีปแอนตาร์กติกาแล้ว ชั้นของมันมีความสูงถึง 24 กม. ในปี 2551 มีการคำนวณว่ามีขนาดมากกว่า 26 ล้าน km2 แล้ว เรื่องนี้ทำให้คนทั้งโลกตะลึง มันชัดเจนแล้วเหรอ? ว่าบรรยากาศของเราตกอยู่ในอันตรายมากกว่าที่เราจินตนาการไว้ ตั้งแต่ปี 1971 ระดับโอโซนทั่วโลกลดลง 7% เป็นผลให้โลกของเราเริ่มได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นอันตรายทางชีวภาพ

ผลที่ตามมาของหลุมโอโซน

แพทย์เชื่อว่าผลจากการลดลงของโอโซน ทำให้เปอร์เซ็นต์ของมะเร็งผิวหนังและการตาบอดเนื่องจากต้อกระจกเพิ่มขึ้น ภูมิคุ้มกันของมนุษย์ก็ลดลงเช่นกันซึ่งนำไปสู่ ประเภทต่างๆโรคอื่น ๆ ผู้อาศัยในชั้นบนของมหาสมุทรต้องทนทุกข์ทรมานมากที่สุด ได้แก่ กุ้ง ปู สาหร่าย แพลงก์ตอน ฯลฯ

ขณะนี้มีการลงนามข้อตกลงระหว่างประเทศของสหประชาชาติเพื่อลดการใช้สารทำลายโอโซน แต่แม้ว่าคุณจะหยุดใช้มันก็ตาม การปิดหลุมดังกล่าวจะใช้เวลามากกว่า 100 ปี

หลุมโอโซนซ่อมได้ไหม?

จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอวิธีหนึ่งในการฟื้นฟูโอโซนโดยใช้เครื่องบิน ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องปล่อยออกซิเจนหรือโอโซนที่สร้างขึ้นเองที่ระดับความสูง 12-30 กิโลเมตรเหนือพื้นโลกแล้วกระจายออกด้วยเครื่องพ่นสารเคมีพิเศษ ด้วยวิธีนี้ จะสามารถเติมเต็มหลุมโอโซนได้ทีละน้อย ข้อเสียของวิธีนี้คือต้องอาศัยของเสียทางเศรษฐกิจจำนวนมาก นอกจากนี้ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศในคราวเดียว จำนวนมากโอโซน. นอกจากนี้กระบวนการขนส่งโอโซนเองก็มีความซับซ้อนและไม่ปลอดภัย

ตำนานเกี่ยวกับหลุมโอโซน

เนื่องจากปัญหาหลุมโอโซนยังคงเปิดอยู่ จึงเกิดความเข้าใจผิดหลายประการเกี่ยวกับหลุมโอโซน ดังนั้น พวกเขาจึงพยายามเปลี่ยนชั้นโอโซนที่สูญเสียไปให้กลายเป็นนิยายที่เป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรม ซึ่งคาดว่าจะเกิดจากการเสริมคุณค่า ในทางตรงกันข้าม สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอนทั้งหมดถูกแทนที่ด้วยส่วนประกอบที่ถูกกว่าและปลอดภัยกว่าจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ

ข้อกล่าวอ้างที่เป็นเท็จอีกประการหนึ่งคือ CFC ที่ทำให้โอโซนถูกทำลายนั้นหนักเกินกว่าจะเข้าถึงชั้นโอโซนได้ แต่ในชั้นบรรยากาศ องค์ประกอบทั้งหมดจะผสมกัน และส่วนประกอบที่ก่อให้เกิดมลพิษสามารถไปถึงระดับสตราโตสเฟียร์ซึ่งเป็นที่ตั้งของชั้นโอโซนได้

คุณไม่ควรเชื่อถือข้อความที่ว่าโอโซนถูกทำลายโดยฮาโลเจนจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ และไม่ใช่แหล่งกำเนิดจากมนุษย์ สิ่งนี้ไม่เป็นความจริง แต่เป็นกิจกรรมของมนุษย์ที่ก่อให้เกิดการปล่อยสารอันตรายต่าง ๆ ที่ทำลายชั้นโอโซน ผลที่ตามมาจากการระเบิดของภูเขาไฟและอื่นๆ ภัยพิบัติทางธรรมชาติแทบไม่มีผลกระทบต่อสถานะของโอโซน

และตำนานสุดท้ายก็คือโอโซนถูกทำลายเฉพาะบริเวณทวีปแอนตาร์กติกาเท่านั้น ในความเป็นจริง หลุมโอโซนก่อตัวขึ้นทั่วชั้นบรรยากาศ ทำให้ปริมาณโอโซนโดยรวมลดลง

การคาดการณ์สำหรับอนาคต

ตั้งแต่เริ่มมีหลุมโอโซน จึงมีการติดตามอย่างใกล้ชิด ใน เมื่อเร็วๆ นี้สถานการณ์ไม่ชัดเจนอย่างสมบูรณ์ ในด้านหนึ่ง ในหลายประเทศ หลุมโอโซนขนาดเล็กปรากฏขึ้นและหายไป โดยเฉพาะในพื้นที่อุตสาหกรรม และในทางกลับกัน มีแนวโน้มเชิงบวกในการลดหลุมโอโซนขนาดใหญ่บางแห่ง

ในระหว่างการสังเกตการณ์ นักวิจัยบันทึกว่าหลุมโอโซนที่ใหญ่ที่สุดแขวนอยู่เหนือทวีปแอนตาร์กติกา และถึงขนาดสูงสุดในปี 2543 ตั้งแต่นั้นมา เมื่อพิจารณาจากภาพถ่ายดาวเทียม หลุมดังกล่าวก็ค่อยๆ ปิดลง ข้อความเหล่านี้ระบุไว้ใน วารสารวิทยาศาสตร์"ศาสตร์". นักนิเวศวิทยาประเมินว่าพื้นที่ของมันลดลง 4 ล้านตารางเมตร กิโลเมตร

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าปริมาณโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ค่อยๆ เพิ่มขึ้นทุกปี สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยการลงนามในพิธีสารมอนทรีออลในปี 1987 ตามเอกสารนี้ ทุกประเทศกำลังพยายามลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ และปริมาณการขนส่งก็ลดลง ประเทศจีนประสบความสำเร็จเป็นพิเศษในเรื่องนี้ การปรากฏตัวของรถใหม่มีการควบคุมและมีแนวคิดเรื่องโควต้าคือสามารถจดทะเบียนปีได้ จำนวนที่แน่นอนป้ายทะเบียนรถยนต์ นอกจากนี้ยังมีความคืบหน้าในการปรับปรุงบรรยากาศบางส่วนเนื่องจากผู้คนค่อยๆเปลี่ยนไปใช้ แหล่งทางเลือกพลังงานมีการค้นหาทรัพยากรที่มีประสิทธิภาพที่จะช่วยประหยัด

หลังปี 1987 ปัญหาหลุมโอโซนถูกหยิบยกขึ้นมามากกว่าหนึ่งครั้ง การประชุมและการประชุมของนักวิทยาศาสตร์หลายครั้งอุทิศให้กับปัญหานี้ นอกจากนี้ยังมีการหารือประเด็นต่างๆ ในการประชุมผู้แทนของรัฐด้วย ดังนั้นในปี 2558 การประชุมว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจึงจัดขึ้นที่ปารีส โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาการดำเนินการเพื่อต่อต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นอกจากนี้ยังจะช่วยลดการปล่อยก๊าซสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งหมายความว่าหลุมโอโซนจะค่อยๆ ปิดลง ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าภายในสิ้นศตวรรษที่ 21 หลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกาจะหายไปโดยสิ้นเชิง

หลุมโอโซนอยู่ที่ไหน (วิดีโอ)

ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยหลายชั้นที่ตั้งอยู่บน ความสูงที่แตกต่างกัน- สิ่งที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือชั้นโอโซนซึ่งอยู่ในสตราโตสเฟียร์ ในการที่จะรู้ว่าหลุมโอโซนคืออะไร คุณต้องเข้าใจหน้าที่ของชั้นนี้และความสำคัญของการดำรงอยู่ของมันเพื่อสิ่งมีชีวิตบนโลก

คำอธิบาย

ความสูงของชั้นโอโซนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ ระบอบการปกครองของอุณหภูมิตัวอย่างเช่นในพื้นที่เฉพาะในเขตร้อนจะอยู่ในช่วงระหว่าง 25 ถึง 30 กม. และที่เสา - จาก 15 ถึง 20 กม. ก๊าซโอโซนถูกสร้างขึ้นเมื่อโมเลกุลออกซิเจนสัมผัสกับรังสีดวงอาทิตย์ กระบวนการแยกตัวของโอโซนทำให้เกิดการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายส่วนใหญ่ที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์
โดยปกติความหนาของชั้นจะวัดเป็นหน่วยด็อบสันซึ่งแต่ละชั้นจะมีขนาดเท่ากับชั้นโอโซน 10 ไมโครเมตร โดยจัดให้ ความดันปกติและอุณหภูมิ ความหนาขั้นต่ำที่ชั้นสิ้นสุดลงคือ 220 หน่วย ด็อบสัน. การมีอยู่ของชั้นโอโซนก่อตั้งขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Charles Fabry และ Henri Buisson เมื่อต้นศตวรรษที่ 20 โดยใช้การวิเคราะห์ทางสเปกโทรสโกปี

หลุมโอโซน

มีหลายเวอร์ชันเกี่ยวกับสิ่งที่กระตุ้นให้ชั้นโอโซนของโลกบางลง นักวิทยาศาสตร์บางคนตำหนิปัจจัยทางมานุษยวิทยาในเรื่องนี้ ในขณะที่บางคนคิดว่ามันเป็นกระบวนการทางธรรมชาติ หลุมโอโซนคือการลดลงหรือหายไปโดยสิ้นเชิงของก๊าซนี้จากชั้นสตราโตสเฟียร์ ปรากฏการณ์นี้ถูกบันทึกครั้งแรกในปี 1985 โดยตั้งอยู่บนพื้นที่ประมาณ 1,000 ตารางกิโลเมตรในภูมิภาคแอนตาร์กติก
การปรากฏตัวของหลุมนี้เป็นวัฏจักรโดยปรากฏในเดือนสิงหาคมและหายไปในเดือนธันวาคม ในเวลาเดียวกันก็มีอีกหลุมหนึ่งปรากฏขึ้นในภูมิภาคอาร์กติกเล็กน้อย ขนาดที่เล็กกว่า- ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีทำให้สามารถบันทึกการก่อตัวของช่องว่างในชั้นโอโซนได้แบบเรียลไทม์และขณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่ามีหลายร้อยช่องว่างบนโลกนี้ ที่ใหญ่ที่สุดจะอยู่ที่เสา

สาเหตุและผลที่ตามมาของหลุมโอโซน

มีทฤษฎีที่ว่าหลุมโอโซนเกิดขึ้นจากสาเหตุทางธรรมชาติ ตามที่กล่าวไว้ เนื่องจากการเปลี่ยนออกซิเจนเป็นโอโซนเกิดขึ้นจากการสัมผัสกับรังสีดวงอาทิตย์ หากไม่มีก๊าซนี้ในฤดูหนาวขั้วโลก ก๊าซนี้จึงไม่เกิดขึ้น ในช่วงกลางคืนอันยาวนาน โอโซนที่ก่อตัวแล้วซึ่งมีมวลขนาดใหญ่ตกลงสู่ชั้นบรรยากาศชั้นล่างซึ่งถูกทำลายโดยแรงกดดัน เวอร์ชันนี้อธิบายลักษณะของรูเหนือเสาได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ไม่ได้ชี้แจงการก่อตัวของอะนาล็อกขนาดใหญ่ แต่อย่างใด เหนือดินแดนคาซัคสถานและรัสเซีย ซึ่งไม่มีการสังเกตคืนขั้วโลก
ล่าสุดวงการวิทยาศาสตร์ได้ตกลงกันว่ามีทั้งเรื่องธรรมชาติและเรื่องยั่วยุ กิจกรรมของมนุษย์สาเหตุของการแตกของชั้นโอโซน ปัจจัยทางมานุษยวิทยารวมถึงการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของสารเคมีบางชนิดในชั้นบรรยากาศของโลก โอโซนถูกทำลายโดยปฏิกิริยากับคลอรีน ไฮโดรเจน โบรมีน ไฮโดรเจนคลอไรด์ ไนโตรเจนมอนอกไซด์ มีเทน รวมถึงฟรีออนและอนุพันธ์ของมัน สาเหตุและผลที่ตามมาของหลุมโอโซนยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่เกือบทุกปีจะมีการค้นพบใหม่ๆ ในพื้นที่นี้

ทำไมหลุมโอโซนถึงเป็นอันตราย?

โอโซนดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ที่เป็นอันตรายอย่างยิ่ง ป้องกันไม่ให้เข้าถึงพื้นผิวโลก เมื่อชั้นของก๊าซนี้บางลง ทุกสิ่งบนโลกจะสัมผัสกับรังสีกัมมันตภาพรังสีปกติ สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดการเติบโตของมะเร็งซึ่งส่วนใหญ่อยู่ที่ผิวหนัง สำหรับพืช การหายไปของโอโซนก็ส่งผลเสียเช่นกัน การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมต่างๆ และความมีชีวิตชีวาโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นในพืชเหล่านั้น เมื่อเร็ว ๆ นี้มนุษยชาติเริ่มตระหนักถึงอันตรายของหลุมโอโซนต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกมากขึ้น

บทสรุป

ประชาคมระหว่างประเทศตระหนักถึงอันตรายจากการทำลายโอโซน จึงได้ดำเนินมาตรการหลายประการเพื่อลดผลกระทบด้านลบต่อบรรยากาศ ในปี 1987 มีการลงนามโปรโตคอลในมอนทรีออลซึ่งจำเป็นต้องลดการใช้ฟรีออนในอุตสาหกรรมให้เหลือน้อยที่สุดเนื่องจากเป็นก๊าซที่กระตุ้นให้เกิดการก่อตัวของรูนอกบริเวณขั้วโลก อย่างไรก็ตาม ฟรีออนที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศแล้วจะใช้เวลาประมาณร้อยปีในการย่อยสลาย ดังนั้นจำนวนหลุมโอโซนในชั้นบรรยากาศโลกจึงไม่น่าจะลดลงในอนาคตอันใกล้นี้

มีสมมติฐานมากมายที่พยายามอธิบายการลดลงของความเข้มข้นของโอโซน สาเหตุของความผันผวนในชั้นบรรยากาศโลกมีความเกี่ยวข้องกับ:

• · ด้วยกระบวนการไดนามิกที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลก (คลื่นแรงโน้มถ่วงภายใน อะซอเรสแอนติไซโคลน ฯลฯ)
• · ด้วยอิทธิพลของดวงอาทิตย์ (ความผันผวนในกิจกรรมของมัน);
• · โดยที่ภูเขาไฟเป็นผลมาจากกระบวนการทางธรณีวิทยา (การไหลของฟรีออนจากภูเขาไฟที่เกี่ยวข้องกับการทำลายชั้นโอโซน การแปรผัน สนามแม่เหล็กที่ดิน ฯลฯ );
• · ด้วยกระบวนการทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นในเปลือกโลกตอนบน รวมถึงกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่สร้างไนโตรเจน กระแสน้ำในทะเล (ปรากฏการณ์เอลนีโญ) ไฟป่า ฯลฯ
• · ด้วยปัจจัยทางมานุษยวิทยาที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ เมื่อมีการผลิตสารประกอบทำลายโอโซนในปริมาณที่มีนัยสำคัญออกสู่ชั้นบรรยากาศ

ในทศวรรษที่ผ่านมา ผลกระทบของปัจจัยทางมานุษยวิทยาได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้น ปัญหาสิ่งแวดล้อมซึ่งผู้คนเองก็กลายเป็นระดับโลกโดยไม่คาดคิด: ภาวะเรือนกระจก, ฝนกรด, การตัดไม้ทำลายป่า, การทำให้กลายเป็นทะเลทราย, มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม สารอันตราย,ลดความหลากหลายทางชีวภาพของโลก

นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าเป็นเช่นนั้น กิจกรรมทางเศรษฐกิจมนุษย์เพิ่มส่วนแบ่งของเส้นทางการสลายตัวของฮาโลเจนของโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์มากขึ้น ซึ่งกระตุ้นให้เกิดหลุมโอโซน

พิธีสารมอนทรีออลปี 1987 ห้ามการผลิตสารทำความเย็น ซึ่งได้รับอนุญาตในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา ผลิตภัณฑ์อาหารและด้วยเหตุนี้ไม่เพียงแต่ทำให้ชีวิตมนุษย์สะดวกสบายมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยชีวิตผู้คนหลายล้านคนที่ทุกข์ทรมานจากการขาดแคลนอาหารอีกด้วย เนื่องจากการห้ามใช้สารทำความเย็นราคาถูก ประเทศที่ด้อยพัฒนาจึงไม่สามารถซื้อสารทำความเย็นราคาแพงได้ ดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถเก็บผลผลิตทางการเกษตรที่พวกเขาผลิตได้ อุปกรณ์นำเข้าราคาแพงที่พัฒนาขึ้นในประเทศของผู้ริเริ่ม "การต่อสู้กับหลุมโอโซน" ทำให้พวกเขามีรายได้จำนวนมาก การห้ามใช้สารทำความเย็นส่งผลให้อัตราการเสียชีวิตในประเทศที่ยากจนที่สุดเพิ่มขึ้น

วันนี้เราสามารถพูดด้วยความมั่นใจว่าไม่มีหลักฐานที่พิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์อย่างเคร่งครัดเกี่ยวกับผลการทำลายล้างของโมเลกุลคลอโรฟลูออโอคาร์บอนที่สร้างขึ้นโดยเทียมบนชั้นโอโซนของโลก แต่ในชุมชนวิทยาศาสตร์ มุมมองที่แพร่หลายคือในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 สาเหตุที่ทำให้ความหนาของชั้นโอโซนลดลงคือปัจจัยทางมานุษยวิทยาซึ่งอยู่ในรูปแบบของการปล่อยคลอรีนและ ฟรีออนที่มีโบรมีนทำให้ชั้นโอโซนบางลงอย่างมีนัยสำคัญ

ฟรีออนเป็นอนุพันธ์ที่ประกอบด้วยฟลูออรีนของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว (ส่วนใหญ่เป็นมีเทนและอีเทน) ใช้เป็นสารทำความเย็นในเครื่องทำความเย็น นอกจากอะตอมของฟลูออรีนแล้ว โมเลกุลของฟรีออนยังประกอบด้วยอะตอมของคลอรีน ซึ่งน้อยกว่าโบรมีน รู้จักฟรีออนมากกว่า 40 ชนิด ส่วนใหญ่ผลิตโดยอุตสาหกรรม

ฟรีออน 22 (ฟรีออน 22) - เป็นของสารประเภทความเป็นอันตรายที่ 4 เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงกว่า 400°C มันสามารถสลายตัวเป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นพิษสูง: เตตราฟลูออโรเอทิลีน (ประเภทความเป็นอันตรายที่ 4), ไฮโดรเจนคลอไรด์ (ประเภทความเป็นอันตรายที่ 2), ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (ประเภทความเป็นอันตรายที่ 1)

ดังนั้น ข้อมูลที่ได้รับจึงเสริมข้อสรุปของนักวิจัยจำนวนมาก (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด!) ว่าการสูญเสียโอโซนที่สังเกตได้ในละติจูดกลางและละติจูดสูงมีสาเหตุหลักมาจากสารประกอบที่ประกอบด้วยคลอรีนและโบรมีนโดยมนุษย์

แต่ตามแนวคิดอื่น ๆ การก่อตัวของ "หลุมโอโซน" ส่วนใหญ่เป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ ไม่เกี่ยวข้องเฉพาะกับผลร้ายของอารยธรรมมนุษย์เท่านั้น คนส่วนใหญ่ไม่ได้แบ่งปันมุมมองนี้ในปัจจุบัน ไม่ใช่เพียงเพราะพวกเขาขาดข้อโต้แย้งเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะว่าการติดตามหลัง "ยูโทเปียทั่วโลก" จะทำกำไรได้มากกว่า นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากซึ่งไม่มีเงินทุนสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ได้กลายเป็นและกำลังตกเป็นเหยื่อของทุนสนับสนุนเพื่อยืนยันแนวคิดเรื่อง "ลัทธิชาตินิยมด้านสิ่งแวดล้อมระดับโลก" และความรู้สึกผิดต่อความก้าวหน้าในเรื่องนี้

ดังที่ G. Kruchenitsky ชี้ให้เห็น A. Khrgian ผู้เชี่ยวชาญด้านโอโซนชั้นนำของรัสเซีย เป็นคนแรกที่ดึงความสนใจไปที่ความจริงที่ว่าการก่อตัวและการหายไปของหลุมโอโซนในซีกโลกเหนือมีความสัมพันธ์กับพลวัตของชั้นบรรยากาศ ไม่ใช่กระบวนการทางเคมี ปริมาณโอโซนสามารถเปลี่ยนแปลงได้หลายสิบเปอร์เซ็นต์ภายในสองถึงสามวัน นั่นคือไม่ใช่เรื่องของสารทำลายชั้นโอโซน แต่เป็นเรื่องของพลวัตของบรรยากาศเอง

E. Borisenkov ผู้เชี่ยวชาญที่โดดเด่นในสาขาการศึกษาบรรยากาศ โดยอาศัยการประมวลผลข้อมูลจากสถานียุโรปตะวันตกเก้าแห่งในช่วงยี่สิบสามปี ได้สร้างความสัมพันธ์ระหว่างวัฏจักร 11 ปีของกิจกรรมสุริยะกับการเปลี่ยนแปลงของโอโซนในชั้นบรรยากาศโลก

สาเหตุของหลุมโอโซนส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับแหล่งที่มาของสารประกอบที่แทรกซึมเข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ของชั้นบรรยากาศโลกโดยมนุษย์ อย่างไรก็ตามมีสิ่งหนึ่งที่จับได้ ข้อเท็จจริงที่ว่าแหล่งที่มาหลักของสารประกอบทำลายชั้นโอโซนไม่ได้ตั้งอยู่ในละติจูดขั้วโลก (ใต้และเหนือ) แต่กระจุกตัวอยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรและเกือบทั้งหมดตั้งอยู่ในซีกโลกเหนือ ในขณะที่ปรากฏการณ์ที่พบบ่อยที่สุดในการลดความหนาของชั้นโอโซน (ลักษณะที่แท้จริงของหลุมโอโซน) นั้นพบได้ในทวีปแอนตาร์กติกา (ซีกโลกใต้) และพบไม่บ่อยนักในเขตอาร์กติก

นั่นคือแหล่งที่มาของสารประกอบทำลายชั้นโอโซนจะต้องผสมกันอย่างรวดเร็วและดีในชั้นบรรยากาศของโลก ในเวลาเดียวกันพวกเขาก็ออกจากชั้นบรรยากาศชั้นล่างอย่างรวดเร็วซึ่งควรสังเกตปฏิกิริยากับการมีส่วนร่วมของโอโซนด้วย หากพูดตามตรง ควรสังเกตว่าโอโซนในโทรโพสเฟียร์น้อยกว่าในสตราโตสเฟียร์อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ “อายุการใช้งาน” ของสารประกอบเหล่านี้อาจถึงหลายปี ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ภายใต้เงื่อนไขของการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งที่โดดเด่นของมวลอากาศและความร้อน แต่ความยากก็มาถึง เนื่องจากการเคลื่อนไหวหลักที่เกี่ยวข้องกับความร้อนและการถ่ายเทมวล (ความร้อน + มวลอากาศที่ถ่ายเท) เกิดขึ้นอย่างแม่นยำในชั้นโทรโพสเฟียร์ และเนื่องจากอุณหภูมิอากาศคงที่ที่ระดับความสูง 11-10 กม. และอยู่ที่ประมาณ -50? C ดังนั้นการถ่ายเทความร้อนและมวลจากชั้นโทรโพสเฟียร์ไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์จึงควรช้าลง และการมีส่วนร่วมของแหล่งมานุษยวิทยาที่ทำลายชั้นโอโซนอาจไม่สำคัญเท่าที่เชื่อกัน

ข้อเท็จจริงต่อไปที่สามารถลดบทบาทของปัจจัยทางมานุษยวิทยาในการทำลายชั้นโอโซนของโลกได้ก็คือการปรากฏตัวของหลุมโอโซน ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในฤดูใบไม้ผลิหรือฤดูหนาว แต่ประการแรกสิ่งนี้ขัดแย้งกับสมมติฐานเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการผสมสารประกอบทำลายชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศของโลกอย่างรวดเร็วและการแทรกซึมเข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่มีความเข้มข้นของโอโซนสูง ประการที่สอง แหล่งที่มาของมนุษย์ของสารประกอบทำลายชั้นโอโซนยังคงทำงานอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะอธิบายสาเหตุของการปรากฏตัวของหลุมโอโซนในฤดูใบไม้ผลิและฤดูหนาว และแม้แต่ในละติจูดขั้วโลกด้วยสาเหตุที่มาจากมนุษย์ แต่การปรากฏตัวของฤดูหนาวขั้วโลกและการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่ลดลงตามธรรมชาติในฤดูหนาวนั้น อธิบายสาเหตุตามธรรมชาติของการเกิดหลุมโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกาและอาร์กติกได้อย่างน่าพอใจ ตัวอย่างเช่น ความเข้มข้นของโอโซนในชั้นบรรยากาศโลกในฤดูร้อนจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0 ถึง 0.07% และในฤดูหนาวจะอยู่ระหว่าง 0 ถึง 0.02%

ในแอนตาร์กติกาและอาร์กติก กลไกการทำลายโอโซนโดยพื้นฐานแล้วแตกต่างไปจากละติจูดที่สูงกว่า ที่นี่การแปลงรูปแบบที่ไม่ใช้งานของสารที่ประกอบด้วยฮาโลเจนเป็นออกไซด์ส่วนใหญ่เกิดขึ้น ปฏิกิริยาเกิดขึ้นบนพื้นผิวของอนุภาคของเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลก เป็นผลให้โอโซนเกือบทั้งหมดถูกทำลายโดยปฏิกิริยากับฮาโลเจน ในเวลาเดียวกัน คลอรีนมีหน้าที่ 40-50% และโบรมีนมีหน้าที่ประมาณ 20-40%

เมื่อฤดูร้อนขั้วโลกมาถึง ปริมาณโอโซนจะเพิ่มขึ้นและกลับสู่ระดับเดิม กล่าวคือความผันผวนของความเข้มข้นของโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกานั้นเป็นไปตามฤดูกาล ทุกคนยอมรับสิ่งนี้ แต่อย่างไรก็ตาม หากผู้สนับสนุนแหล่งที่มาของมนุษย์ของสารประกอบทำลายชั้นโอโซนก่อนหน้านี้มีแนวโน้มที่จะอ้างว่ามีการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของโอโซนที่ลดลงอย่างต่อเนื่องในระหว่างปี จากนั้นต่อมาการเปลี่ยนแปลงนี้กลับกลายเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม หลุมโอโซนเริ่มหดตัว แม้ว่าในความเห็นของพวกเขา การฟื้นฟูชั้นโอโซนควรใช้เวลาหลายทศวรรษ เนื่องจากเชื่อกันว่ามีฟรีออนจำนวนมากจากแหล่งมานุษยวิทยาสะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศซึ่งมีอายุการใช้งานหลายสิบหรือหลายร้อยปี ดังนั้นจึงไม่ควรคาดว่าจะปิดหลุมโอโซนก่อนปี 2591 ดังที่เราเห็นการคาดการณ์นี้ไม่เป็นจริง แต่มีความพยายามอย่างมากในการลดปริมาณการผลิตฟรีออน

สิ่งมีชีวิต อัลตราไวโอเลต โอโซน ทะเล