Роль озона в биосфере Земли. Ультрафиолетовое излучение На границе с земной атмосферой доля ультрафиолета: На границе с земной атмосферой доля ультрафиолета: - презентация

1 Роль озона в биосфере Земли

2 Ультрафиолетовое излучение На границе с земной атмосферой доля ультрафиолета: На границе с земной атмосферой доля ультрафиолета: 7% от всего потока солнечной радиации Прямое ультрафиолетовое излучение гибельно для живых организмов Прямое ультрафиолетовое излучение гибельно для живых организмов

3 Рождение жизни Появление в древние эпохи фотосинтезирующих организмов (морских водорослей), продуктом жизнедеятельности которых был чистый кислород. Появление в древние эпохи фотосинтезирующих организмов (морских водорослей), продуктом жизнедеятельности которых был чистый кислород. 3О 2 + hv уф 2О 3 3О 2 + hv уф 2О 3 Образование озонового экрана, защищавшего от прямого ультрафиолета. Образование озонового экрана, защищавшего от прямого ультрафиолета. Жизнь смогла выйти на сушу. Жизнь смогла выйти на сушу.

4 Атмосфера Земли тропосфера, 11 км, 4/5 массы стратосфера, 55 км, 1/5 массы мезосфера, 80 км термосфера, км экзосфера, км озоновый слой (повышенное содержание озона) км, 1/400 массы озон присутствует в каждом из атмосферных слоев

5 Характеристики озонового слоя находится высоте км находится высоте км включает 0.25% всей массы атмосферы включает 0.25% всей массы атмосферы наибольшая концентрация озона на высоте км наибольшая концентрация озона на высоте км максимум концентрации в 100 раз превышает концентрацию озона у поверхности Земли максимум концентрации в 100 раз превышает концентрацию озона у поверхности Земли на высоту слоя влияет магнитное поле Земли на высоту слоя влияет магнитное поле Земли озоновый слой 8-30 км км

6 Концентрация озона Критическая для живых организмов: Критическая для живых организмов: 0, объемного процента В озоновом слое: В озоновом слое: 0,001 объемного процента У поверхности земли: У поверхности земли: 0, объемного процента

7 Разрушение озонового слоя азотный фотохимический механизм: азотный фотохимический механизм: Под влиянием солнечного излучения (особенно сильно это выражено в годы с максимальной солнечной активностью) в мезосфере увеличивается содержание оксидов азота. Оксиды опускаются на высоту км и вступают в реакцию с озоном. опускаются на высоту км и вступают в реакцию с озоном. 2N 2 О + O 2 + g уф >> 4NO; NO + O 3 >> NO 2 + O 2 ; NO 2 + O >> NO + O 2 ; О 3 + О >> 2О 2. (Процесс был описан в 1970 г. Паулем Крутценом)

8 Разрушение озонового слоя хлорный механизм хлорный механизм (механизм описан в 1973 году Марио Молина и Шерри Роуленд, Калифорнийский университет) университет) Хлорфторуглеводороды, они же фреоны. С земной поверхности они попадают в верхние слои атмосферы. Там под действием попадают в верхние слои атмосферы. Там под действием ультрафиолетового излучения фреоны разрушаются, высвобождая ультрафиолетового излучения фреоны разрушаются, высвобождая свободный хлор. Свободные атомы хлора вступают в реакцию с озоном. CFCl 3 (CF 2 Cl 2 ) + g уф >> Cl + остаток; Cl + O 3 >> ClO + O 2 ; ClO + O >> Cl + O 2 ; О 3 + О >> 2О 2. Это цепная реакция, поэтому один атом хлора может разрушить Это цепная реакция, поэтому один атом хлора может разрушить атомов озона, пока не уйдет из стратосферы (атомы хлора могут, например, атомов озона, пока не уйдет из стратосферы (атомы хлора могут, например, реагировать с метаном с образованием соляной кислоты (HCl), которая либо реагировать с метаном с образованием соляной кислоты (HCl), которая либо опускается в тропосферу и выпадает на поверхность в виде кислого дождя, либо опускается в тропосферу и выпадает на поверхность в виде кислого дождя, либо опять разрушается и выпускает атом хлора). опять разрушается и выпускает атом хлора).

9 Воздействие человека на озоновый слой атмосферы Производство фреонов (фреон-11 (CFCl 3 ) и фреон-12 (CF 2 Cl 2 )), участвующих в хлорном механизме разрушения озонового слоя Производство фреонов (фреон-11 (CFCl 3 ) и фреон-12 (CF 2 Cl 2 )), участвующих в хлорном механизме разрушения озонового слоя Выбросы в атмосферу оксидов азота (в составе отработанных автомобильных, авиационных, ракетных газов), участвующих в азотном фотохимическом механизме разрушения озонового слоя Выбросы в атмосферу оксидов азота (в составе отработанных автомобильных, авиационных, ракетных газов), участвующих в азотном фотохимическом механизме разрушения озонового слоя

10 Следствия разрушения озонового слоя усиление ультрафиолетового излучения усиление ультрафиолетового излучения уменьшение концентрации озона на 1% ведет к увеличению интенсивности ультрафиолетового излучения на 1,5% Например, увеличение потока ультрафиолетового излучения на 1% может привести к снижению урожайности и общей продуктивности наземных и водных растений на 1%.