Озоновый слой

Файл:Atmospheric ozone.svg

Озоновый слой в атмосфере

Файл:Ozone altitude UV graph.jpg

Абсорбция ультрафиолетового излучения озоновым слоем

Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км, в котором под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца кислород (О₂) ионизируется приобретая третий атом кислорода и получается озон (О₃). Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м³) абсорбирует опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущие на суше от губительного излучения. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов<ref>Шаблон:Статья</ref> и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Наибольшая плотность озона встречается на высоте 20 км, наибольшая часть в общем объёме — на высоте 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли с шириной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.

Механизм Чэпмана

Механизм образования, а также расходования озона, был предложен Сиднеем Чэпманом в 1930 году и носит его имя.

Реакции образования озона:

О₂ + hν → 2О

О₂ + O → О₃

Фотолиз молекулярного кислорода происходит в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 175—200 нм и до 242 нм.

Озон расходуется в реакциях фотолиза и взаимодействия с атомарным кислородом:

О₃ + hν → О₂ + О

О₃ + O → 2О₂

Пути гибели озона

Файл:StratosphericOzoneChemistry.png

Стратосферная химия озона

Кроме реакций входящих в механизм Чэпмана имеется целый ряд других реакций приводящий к гибели озона. Их все объединяют в несколько семейств, главными из которых является азотное, кислородное (из механизма Чэпмана), водородное и галогеновое. Эти реакции представляют собой каталитические циклы, поэтому их также называют соответствующими циклами.

Азотный цикл:

О₃ + NO→ NO₂ + О₂
NO₂ + О → NO + О₂

Водородный цикл:

Н + О₃ → ОН + О₂
О + ОН → Н + О₂
ОН + О₃ → НО₂ + О₂
НО₂ + О₃ →ОН + 2О₂

Хлорный цикл:

CFCl₃ + hν → CFCl₂ + Cl
Cl + O₃ → ClO + O₂
ClO + O → Cl + O₂

Доля в расходовании озона различных химических семейств:<ref>Andrew Dessler. The Chemistry and Physics of Stratospheric Ozone. Academic Press. 2000</ref>

Давление, гПа	азотное	кислородное	водородное	галогеновое
1.31	0.10	0.26	0.41	0.21
3.78	0.50	0.14	0.11	0.25
8.93	0.68	0.11	0.08	0.13
21.9	0.46	0.12	0.19	0.20
55.8	0.12	0.03	0.48	0.14

Деятельность человека во многом увеличила долю галогенового пути распада стратосферного озона, что привело к возникновению озоновых дыр.

История открытия озонового слоя

Открывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон. В 1913 году им удалось с помощью спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения доказать существование озона в отдалённых от Земли слоях атмосферы.

Интересные факты

Генеральная ассамблея ООН в 1994 году провозгласила ежегодный Международный день охраны озонового слоя.

Ссылки

<references />

• Озон в атмосфере
• Состояние озонового слоя над Россией и прилегающими территориями