Distrugerea Stratului de Ozon

1. Introducere

Încă de la apariţia sa pe Terra, homo sapiens a influenţat mediul natural în sensul dorit de el, pentru a-şi asigura protecţie, hrană, căldură, deci supraviaţuirea şi dezvoltarea. Dacă la început impactul a fost neglijabil, datorită numărului redus de indivizi şi adaptării cvasianimalice la mediu, treptat, efectele s-au amplificat.

Impactul omului asupra naturii s-a materializat prin:

• modificarea radicală a peisajului geografic prin lucrări de mari proporţii, ca: bazine, lacuri de acumulare, îndiguiri, desecări, extracţii etc;

• exploatarea puternică a resurselor materiale, ale solului şi ale subsolului, precum şi a resurselor energetice;

• modificarea climei, în sensul aridizării ei, prin transformări negative în structura învelişului vegetal şi în special prin defrişări;

• schimbarea structurii ecosistemelor peste limitele de refacere ale lor;

• distrugerea unor numeroase specii de plante şi animale prin deteriorarea, schimbarea sau distrugerea ecosistemelor în care fuseseră adaptate;

• schimbarea compoziţiei atmosferei, apelor şi solului, prin deversări de diverse produse;

• alterarea fondului genetic natural al vieţuitoarelor, în sensul scăderii capacităţii de adaptare, refacere şi reproducere.

Actualmente, industria, transporturile, agricultura, marile aglomerări urbane, conflictele armate afectează profund şi uneori ireversibil mediul natural.

Pamantul s-a format acum 5 miliarde de ani. In primii 500 de ani din vaporii si gazele degajate din interiorul planetei s-a format o atmosfera densa. Aceste gaze erau formate din hidrogen (H2), vapori de apa, metan (CH4) si oxizi de carbon. Acum 3,5 miliarde de ani atmosfera era probabil formata din dioxid de carbon (CO2), monoxid de carbon (CO), apa (H2O), azot (N2) si hidrogen (H2).

Hidrosfera s-a format acum 4 miliarde de ani prin condensarea vaporilor de apa rezultati din apa oceanelor in care s-a produs sedimentarea. Cea mai importanta caracteristica a acestui tip de mediu inconjurator este lipsa oxigenului liber. Dovezi care sustin ipoteza unei atmosfere lipsite de oxigen liber se gasesc in formarile de roci care contin mai multe elemente, cum ar fi fier sau uraniu, intr-o stare primitiva. Elemente de acest gen nu se gasesc in rocile formate in Precambrian si erele mai recente.

Acum un miliard de ani, algele albastre-verzi au inceput sa foloseasca energia soalara pentru a descompune moleculele de H2O si CO2 si pentru a le recombina in compusi organici si oxigen molecular (O2). Aceasta transformare bazata pe energia solara poarta numele de fotosinteza. O parte din oxigenul rezultat in urma fotosintezei cu carbonul organic au recreat molecule de CO2. Oxigenul ramas, acumulat in atmosfera a creat un dezastru ecologic in ce priveste organismele anaerobe. Pe masura ce cantitatea de oxigen din atmosfera a crescut, cea de CO2 a scazut.

2. Ce este ozonul? Stratul de ozon

Ozonul este o stare alotropică a oxigenului cu formula chimica O3 si se găseşte în straturile superioare ale atmosferei în concentraţii foarte mici şi formează ceea ce se numeşte pătura de ozon. El are proprietatea de a reţine radiaţiile cosmice cu lungime de undă foarte mică şi extrem de nocive pentru organismele vii, mai ales pentru cele animale, făcând posibilă viaţa pe pământ în forma actuală. Se estimează că la ora actuală exista circa 3 miliarde de tone de ozon. Dacă tot ozonul ar fi concentrat în formă pură atunci ar forma un strat în jurul pamatului doar de 3 mm. Ozon provine din cuvântul grecesc "ozein" care înseamnă "a mirosi".

Dispus la altitudini cuprinse intre 19 si 30 km, stratul de ozon nu este nici pe departe o patura groasa. Concentratia acestuia, la altitudinile respective nu depaseste 10 parti la un milion, ceea ce, trebuie sa remarcam, inseamna foarte putin. Inseamna foarte putin din punct de vedere cantitativ, dar foarte mult din punct de vedere al efectelor sale benefice pentru viata de pe Terra. Dar cum apare acest ozon? De ce apare el numai la altitudini mari?

Distribuţia pe verticală a ozonului în atmosferă.

Radiaţia solară ultravioletă se împarte în trei categorii, în funcţie de lungimea de undă şi de efectele produse:

• UV-A are lungimea de undă cuprinsă între 320 şi 400 nm şi are energie cea mai scăzută. Este componenta care ajunge în proporţia cea mai mare la suprafaţa solului şi este cel mai puţin dăunătoare.

• UV-B are lungimea de undă cuprinsă între 280 şi 315 nm. Această componentă este

absorbită atât de stratul de ozon şi cât şi de nebulozitatea din atmosferă, de aceea intensitatea la nivelul solului variază foarte mult, în funcţie de condiţiile atmosferice.

• UV-C are lungimea de undă cea mai mică 100-280 nm şi energia cea mai ridicată, fiind

deosebit de periculoasă pentru organismele vii. Este absorbită în totalitate de stratul de ozon.

Pentru formarea ozonului sunt importante radiatiile UV-C, care au suficient de multa energie pentru a rupe molecula de oxigen in doi atomi. Acesti atomi liberi se deplaseaza nestanjeniti prin stratosfera, pana in clipa in care au norocul sa intalneasca o molecula de oxigen, de care se ataseaza, formand molecula de ozon, O3. Procesul descris de noi poarta numele de fotoliza.

Oxigenul molecular are capacitatea de a absorbi o parte dintre radiatiile ultraviolete, tocmai prin procesul de formarea ozonului. Acum stim si de ce ozonul se formeaza numai in stratosfera. Acolo densitatea oxigenului este suficient de mare pentru a se produce disocierea moleculara. La altitudini mai mici, radiatiile UV-C sunt deja absorbite. Cum se desfasoara mai departe procesul de absorbtie a radiatiilor ultraviolete? Aici este o mica ciudatenie. Pentru a le absorbi, ozonul redevine oxigen. De fapt, radiatiile UV-B au exact energia necesara pentru a rupe legatura chimica a unui atom de oxigen din molecula de ozon. Ca rezultat, vom avea din nou un atom plus o molecula de oxigen. Si sa nu uitam sa remarcam faptul ca radiatiile UV-A sunt absorbite doar intr-o mica masura de catre stratul de ozon, dar energia acestora este relativ mica, daca o comparam cu cea a celorlalte doua game de radiatii ultraviolete, ceea ce inseamna ca impactul lor asupra vietii este mult redus. Asa cum vedeti, ozonul este generat si distrus in permanenta, dar, intr-o atmosfera nepoluata, procesul se desfasoara intr-o stare de echilibru, cantitatea de ozon generata fiind aproximativ egala cu cea distrusa. Pentru ca uneori sunt interesante cifrele, as vrea sa mai adaug ca, daca am aduce tot stratul de ozon la nivelul solului, atunci am putea acoperi planeta cu un strat gros de 3 mm de ozon. Este mult? Este putin? Raspunsul este simplu de dat. Este exact cat trebuie pentru ca viata pe Terra sa fie protejata. Stratul de ozon este o regiune a atmosferei situata intre 19 si 48 de kilometri deasupra suprafetei Pamintului. In cadrul acestei paturi atmosferice, concentratia de ozon atinge 10 parti per milion (ppm.).. Aceasta reactie se produce continuu de multe milioane de ani, insa compusii naturali de azot par sa fi mentinut concentratia de ozon la niveluri stabile, niveluri care totusi, la sol, ar fi toxice, periculos de respirat. De altfel, acelasi ozon este o componenta principala a smogului, ale carui efecte nefaste asupra sanatatii oamenilor sint bine cunoscute. Insa, la inaltimile mentionate la inceput, stratul de ozon joaca rolul unui scut protector, care filtreaza radiatiile ultraviolete de tip B (mutagene pentru aproape toate organismele vii), radiatiile UV avind alta lungime de unda decit cele care au condus la formarea ozonului, ceea ce permite o reactie complexa inversa.

In atmosfera superioara o parte din moleculele de oxigen au absorbit energie de la razele ultraviolete ale soarelui si s-au transformat in oxigen atomic. Acesti atomi combinati cu oxigenul molecular ramas au format molecule de ozon (O3) care absorb eficient razele ultraviolete. Acest strat fin de ozon actioneaza ca un scut protector al planetei impotriva razelor ultraviolete. Cantitatea de ozon necesara pentru protejarea Pamantlui de razele ultraviolete nocive variaza intre 200 si 300 nanometri (nm) si se crede ca exista de peste 600 milioane ani. Atunci nivelul de oxigen era aproximativ 10% din concentratia actuala din atmosfera. Inainte de acest moment, existenta vietii era posibila doar in ocean. Prezenta ozonului a dat organismelor ocazia sa evolueze si sa traiasca pe uscat. Ozonul a jucat un rol semnificativ in evolutia vietii pe Pamant si datorita ozonului exista viata asa cum o stim azi.