Zerstörung der Ozonschicht verursacht, verarbeitet, Folgen

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Simon Doyle
Zerstörung der Ozonschicht verursacht, verarbeitet, Folgen

Das Zerstörung der Ozonschicht Es wird durch die Abnahme der Spiegel des Ozonmoleküls (O) verursacht3) in der terrestrischen Stratosphäre, unter anderem aufgrund der Freisetzung von Schadgasen wie FCKW, Lösungsmitteln, Halogenkohlenwasserstoff-Kältemitteln und Treibmitteln.

Dieses Loch in der Ozonschicht ist eine Lebensgefahr auf der Erde, da diese Gasschicht den Schutzschild gegen ultraviolette Strahlung darstellt. Die Ozonschicht (Ozonosphäre) ist ein Streifen Ozongas (O.3), die in der unteren Stratosphäre gebildet wird, ungefähr 25 km hoch.

Das Loch in der Ozonschicht im Jahr 2006 mit rund 27,5 Millionen Quadratkilometern. In den blauen und violetten Bereichen gibt es weniger Ozon und in den grünen, gelben und roten Bereichen gibt es mehr Ozon.

Ozon entsteht, wenn das Sauerstoffmolekül (O.zwei) durch Einwirkung von ultravioletter Strahlung, wobei zwei Sauerstoffatome erzeugt werden. Anschließend wird ein Sauerstoffatom (O) mit einem Sauerstoffmolekül (O) fusioniertzwei), O produzierend3 (Ozon).

1985 wurde am Südpol ein Loch in der Ozonschicht entdeckt, das im australischen Frühling (Juli-September) entstand. Wissenschaftler fanden heraus, dass die Ozonzerstörung eine Folge der Wirkung bestimmter Gase ist, die durch menschliche Aktivitäten in die Umwelt abgegeben werden.

Die Zerstörung der Ozonschicht in hohen Anteilen löste Alarm aus und förderte ein internationales Abkommen, um die Ursachen des Phänomens zu beseitigen. Zu den Hauptgasen, die die Ozonschicht zerstören, gehören Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Stickoxide (NOx)..

1989 trat das Montrealer Protokoll in Kraft, um den Einsatz von Gasen zu reduzieren, die die Ozonschicht abbauen. Dies hat dazu geführt, dass das Loch in der Ozonschicht über der Antarktis 2019 seine minimale Ausdehnung erreicht hat..

Andererseits wurde im Januar 2011 am Nordpol ein kleines Loch entdeckt, das nur diesen Monat dauerte. Später, im März 2020, wurde ein weiteres Loch von etwa 20 Millionen km entdeckt, das nur vorübergehend war.

Artikelverzeichnis

  • 1 Ursachen für die Zerstörung der Ozonschicht
    • 1.1 - Emission von Gasen, die die Ozonschicht zerstören
    • 1.2 - Zunahme der industriellen Aktivität
    • 1.3 - Landwirtschaft abhängig von Agrochemikalien
    • 1.4 - Nichteinhaltung internationaler Abkommen
    • 1.5 - Zunahme der Umweltverschmutzung und Veränderung der Ökosysteme
    • 1.6 - Wirtschaftsentwicklungsmodell
  • 2 Prozesse
    • 2.1 Fall von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW)
    • 2.2 Fall von Stickoxiden (NOx)
    • 2.3 Loch in der Ozonschicht: Antarktis und Arktis
  • 3 Folgen des Ozonlochs
    • 3.1 - Biologisch schädliche Strahlung
    • 3.2 - Globale Erwärmung
    • 3.3 - Verschlechterung der Meeresökologie
    • 3.4 - Reduzierung der Lebensmittelversorgung
  • 4 Lösungen
    • 4.1 - Beschränkung der Erzeugung und Verwendung von Gasen, die die Ozonschicht zerstören
    • 4.2 - Abbau potenziell ozonschädigender Gase
    • 4.3 - Rückgewinnung und Recycling
    • 4.4 - Stratosphärische Ozoninjektion
    • 4.5 - Alternative Technologien
    • 4.6 - Schutz von Ökosystemen
    • 4.7 - Änderung des Entwicklungsmodells
  • 5 Referenzen

Ursachen für die Zerstörung der Ozonschicht

Es ist notwendig, von der Tatsache auszugehen, dass Ozon eine instabile Form von Sauerstoff ist, so dass es sich ständig bildet und sich wieder in molekularen Sauerstoff (O) zersetztzwei) und freier Sauerstoff (O). Dies bildet ein empfindliches Gleichgewicht, das durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden kann..

- Emission von Gasen, die die Ozonschicht zerstören

Die Hauptursache für die Zerstörung der Ozonschicht ist die Emission von Industriegasen, die das stratosphärische Ozon dissoziieren. Diese Gase umfassen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Stickoxide (NOx) sowie andere wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HFKW).

Andere sind perfluorierter Kohlenwasserstoff (PFC) und Schwefelhexafluorid (SF6), Methylchloroform für industrielle Prozesse und Halon für Feuerlöscher.

- Zunahme der industriellen Aktivität

Industrielle Tätigkeit. Quelle: -Estormiz 08:22, 24. September 2006 (UTC) / Public Domain

Die zunehmende Industrialisierung weltweit ist nicht nur für die Emission von Gasen verantwortlich, die die Ozonschicht zerstören. Es hat auch indirekte Auswirkungen, da es entscheidende Prozesse für die Aufrechterhaltung der Ozonschicht beeinflusst, wie z. B. die Erzeugung von Sauerstoff durch Verschmutzung des Wassers..

Andererseits werden andere Gase erzeugt, die zur globalen Erwärmung beitragen, abgesehen von denen, die die Ozonschicht direkt schädigen, was wiederum die atmosphärischen Zirkulationsmuster beeinflusst und die Bildung von Löchern in der Ozonschicht erleichtert..

- Agrochemisch abhängige Landwirtschaft

Die heutige Landwirtschaft ist stark abhängig von der Verwendung von Chemikalien, die direkt und indirekt die Ozonschicht beeinflussen. Direkt durch die Verwendung von Pestiziden, die Ozonschichtzerstörer wie Methylbromid sind.

Ebenso tragen chemische Düngemittel zur Bildung von Distickstoffoxiden bei. Durch indirekte Erzeugung von Eutrophierungsprozessen wird außerdem die Sauerstoffproduktion in Süß- und Meeresgewässern verringert.

- Nichteinhaltung internationaler Abkommen

Die Vorrangstellung wirtschaftlicher Interessen gegenüber der Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts der Planeten drückt sich in der Verletzung internationaler Abkommen aus. Industrieländer wie die USA und China beschränken oder verweigern offen ihre Unterstützung für Abkommen zur Verringerung der globalen Erwärmung, indem sie ihre wirtschaftlichen Interessen vertreten..

- Zunahme der Umweltverschmutzung und Veränderung der Ökosysteme

Globale Umweltverschmutzung verursacht sowohl direkt als auch indirekt die Zerstörung der Ozonschicht.

- Wirtschaftsentwicklungsmodell

Im Allgemeinen ist das Wirtschaftsmodell die Grundlage des Problems der Zerstörung der Ozonschicht. Ein Modell, das auf dem wachsenden Rohstoffverbrauch, der ungezügelten Industrialisierung und der Erzeugung einer hohen Abfallmenge basiert.

Prozesse

Die Zerstörung der Ozonschicht wird durch das Zusammenfließen einer Reihe von natürlichen und vom Menschen verursachten Faktoren verursacht. Das Hauptelement ist die Emission verschiedener Gase in die Atmosphäre, die sich bei Wechselwirkung mit Ozon zersetzen.

Atmosphärische Wirbel, die durch die Entwicklung von Niederdruckzonen über den Polen im Winter verursacht werden, konzentrieren diese Gase bei niedrigen Temperaturen. Die Eiskristalle, die sich in der kalten und feuchten Luftmasse in der Stratosphäre bilden, bilden die Oberfläche für die verschiedenen Reaktionen..

Zu Beginn des Frühlings treibt die Intensivierung der Sonnenstrahlung die chemischen Reaktionen an, die an der Zerstörung von Ozon beteiligt sind.

Fall von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW)

Es beginnt, wenn Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) photodisocyanisiert werden, dh sich unter Einwirkung hochenergetischer ultravioletter Strahlung zersetzen. Dies erzeugt Chloratome und andere Halogene..

Diese Chloratome interagieren mit Ozon (O.3) verursachen ihre Zersetzung durch Verlust eines Sauerstoffatoms. Dies geschieht durch die sogenannte Kettenreaktion des Chlorkreislaufs, bei der sich ein Chloratom mit einem der Sauerstoffatome von Ozon verbindet:

Beseitigung von Ozon durch FCKW. Quelle: Artatoele / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Dies erzeugt Chloroxid (ClO) und Disauerstoff oder molekularen Sauerstoff (O.zwei) und der ClO reagiert mit einem Sauerstoffatom unter Bildung von mehr Sauerstoff. Somit wird das Chloratom wieder freigesetzt, wobei der Zyklus wiederholt wird und ein einzelnes Chloratom in der Lage ist, etwa 100.000 Ozonmoleküle zu zerstören..

  • Cl + O.3 → ClO + O.zwei
  • ClO + O.3 → Cl + 2 O.zwei

Das ClO-Molekül entfernt einen Sauerstoff aus dem Ozonmolekül und das Chlor kann frei zu Schritt 1 zurückkehren.

Fall von Stickoxiden (NOx)

In diesem Fall ist es die Kettenreaktion des Stickstoffkreislaufs, bei der Stickstoffmonoxid (NO) mit Ozon (O) wechselwirkt3). NO fängt einen Sauerstoff (O) aus Ozon (O) ein3 ) unter Bildung von Stickstoffdioxid (NOzwei) und molekularem Sauerstoff (O.zwei).

Dann Stickstoffdioxid (NOzwei) reagiert mit freiem Sauerstoff (O) und Stickstoffmonoxid (NO) und molekularem Sauerstoff (O.zwei). Auf diese Weise setzt sich der Zyklus auf unbestimmte Zeit fort und zerstört Tausende von Ozonmolekülen.

Loch in der Ozonschicht: Antarktis und Arktis

Entwicklung des Ozonlochs von 1979 bis 2016

Obwohl die Ozonschicht in der gesamten Stratosphäre zerstört wird, wirkt sie sich am stärksten auf die Pole aus, insbesondere auf den Südpol. Obwohl sich auch in der Ozonschicht am Nordpol Löcher bilden, sind sie weniger häufig und von kürzerer Dauer..

Die Grundlage von Ozonabbaureaktionen ist die Bildung stratosphärischer Wolken von Eiskristallen. Diese Wolken bilden sich bei Temperaturen unter -85 ºC und in der Arktis (Nordpol) fallen die Temperaturen selten unter -80 ºC.

Daher bestehen in dieser Region die Stratosphärenwolken aus Salpetersäuretrihydratkristallen. Während die Antarktis (Südpol) mit Temperaturen von -90 ºC viel kälter ist, bilden sich Eiskristalle.

Folgen des Ozonlochs

Die grundlegende Folge der Zerstörung der Ozonschicht ist die Zunahme der ultravioletten Strahlung, die es schafft, in Richtung Erde einzudringen. Dies hat wiederum eine Reihe negativer Folgen für das ökologische Gleichgewicht und das Leben auf dem Planeten..

- Biologisch schädliche Strahlung

Ultraviolette Strahlung ist Teil des von der Sonne emittierten elektromagnetischen Spektrums und hat eine hohe Energie. Diese hohe Energie verschlechtert die Zellmembranen und beeinflusst auch die DNA, wodurch Mutationen erzeugt werden..

Das Ausmaß des Schadens hängt von der Intensität ab, mit der es die Erdoberfläche erreicht, und von der Toleranz jedes lebenden Organismus. Dieser Schaden reicht von der Zerstörung des Blattgewebes in Pflanzen bis hin zu Hautkrebs beim Menschen..

Beim Menschen verursacht es auch vorzeitiges Altern, Katarakte, Sonnenbrand und schwächt das Immunsystem. Dies macht es anfälliger für Krankheiten, da dies das System ist, das Viren, Bakterien und andere schädliche Substanzen zerstört.

- Erderwärmung

Wenn die Ozonschicht zerstört wird, nimmt der Eintritt von ultravioletter Strahlung mit hohem Energiewert zu. Dies führt zu einer stärkeren Erwärmung des Planeten, was zusammen mit der Verringerung des Entweichens von Erdwärme aufgrund des Treibhauseffekts die Durchschnittstemperatur erhöht..

- Verschlechterung der Meeresökologie

Ultraviolette Strahlung erreicht tiefe Schichten des Meerwassers und schädigt das Plankton, das die Hauptgrundlage für marine Nahrungsnetze darstellt. Andererseits ist Plankton die Hauptsauerstoffquelle, weshalb der Sauerstoffkreislauf verändert wird.

Dies erzeugt eine negative Rückkopplung, da die Reduktion von Sauerstoff die Bildung der Ozonschicht beeinflusst.

- Reduzierung der Lebensmittelversorgung

Das höhere Auftreten von ultravioletter Strahlung infolge der Zerstörung der Ozonschicht wirkt sich negativ auf die landwirtschaftliche Produktion und die Tierproduktion sowie auf die Produktivität aquatischer Ökosysteme aus. Daher hat es einen entscheidenden Einfluss auf die Menge der verfügbaren Lebensmittel und trägt zum Hunger in der Welt bei..

Lösungen

Es gibt verschiedene Lösungen, um den Ozonspiegel zu erhöhen:

- Beschränkung der Produktion und Verwendung von Gasen, die die Ozonschicht zerstören

Das erste ist, die unmittelbare Ursache für die Verschlechterung der Ozonschicht anzugreifen, dh die Verwendung von Gasen, die Ozon abbauen, zu eliminieren. Dies ist das Ziel des Montrealer Protokolls seit 1989, dessen Erweiterung jedoch erforderlich ist.

Projektion der Rückgewinnung der Ozonschicht. Quelle: NASA / Public Domain

Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass neue Gase mit hohem Einfluss, wie Lachgas, nicht in diesem Protokoll enthalten sind..

- Abbau potenziell ozonschädigender Gase

Die Verwendung von Mikrowellenplasmaquellen wurde experimentiert, um Gase abzubauen, die die Ozonschicht beeinflussen. Mit dieser Technik konnte das Freon HFC-134a-Gas um 84% zersetzt werden und wurde zu Rauchschwarz, Wasserstoff und Fluor..

- Rückgewinnung und Recycling

Eine andere Lösung besteht darin, Systeme zu implementieren, die die Rückgewinnung und das Recycling der Gase ermöglichen, die die Ozonschicht beeinflussen..

- Stratosphärische Ozoninjektion

Obwohl einige diesen Vorschlag als utopisch einstufen, wird vorgeschlagen, massiv frisches Ozon zu produzieren und in die Stratosphäre zu injizieren, um seine Verluste auszugleichen.

- Alternative Technologien

Ein Weg, um dem Problem zu begegnen, ist die Entwicklung technologischer Varianten, die keine Gase erfordern, die die Ozonschicht möglicherweise zerstören. Dies verdient die Suche nach neuen Technologien in Bereichen wie Kühlung, Transport, Feuerlöscher, Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft und einer Vielzahl industrieller Prozesse..

- Schutz von Ökosystemen

Besonders relevant ist die Verringerung der Meeresverschmutzung und der Verlust von Wäldern aufgrund der negativen Auswirkungen auf den Sauerstoffkreislauf.

- Änderung des Entwicklungsmodells

Es ist wichtig, ein Modell für eine nachhaltige Entwicklung umzusetzen, das die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und die Erzeugung von Abfällen verringert.

Verweise

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