Азонавы слой
Азонавы слой — частка стратасферы на вышыні ад 12 да 50 км (у трапічных шыротах 25-30 км, ва ўмераных 20-25, у палярных 15-20), у якой пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання Сонца малекулярны кісларод (О2) распадаецца на атамы, якія затым злучаюцца з іншымі малекуламі О2, утвараючы азон (О3). Адносна высокая канцэнтрацыя азону (каля 8 мл/м³) паглынае небяспечныя ультрафіялетавыя прамяні і абараняе ўсё жывое на сушы ад пагібельнага выпраменьвання. Больш таго, калі б не азонавы слой, то жыццё не змагло б увогуле выбрацца з акіянаў, і высокаразвітыя формы жыцця тыпу млекакормячых, уключаючы чалавека, не ўзніклі б. Найбольшая шчыльнасць азону сустракаецца на вышыні каля 20-25 км, найбольшая доля ў агульным аб’ёме — на вышыні 40 км. Калі б можна было увесь азон, які знаходзіцца ў атмасферы, сціснуць пад нармальным ціскам, то ў выніку атрымаўся б слой, які пакрывае паверхню Зямлі таўшчынёй усяго 3 мм. Для параўнання, уся сціснутая пад нармальным ціскам атмасфера складала б слой у 8 км.
Гісторыя адкрыцця азонавага слоя
Адкрывальнікамі азонавага слоя былі французскія фізікі Шарль Фабры і Анры Буісон. У 1912 годзе ім удалося з дапамогай спектраскапічных вымярэнняў ультрафіялетавага выпраменьвання даказаць існаванне азону ў аддаленых ад Зямлі слаях атмасферы.
Механізм Чэпмена
Механізм утварэння, а таксама расходавання азону быў прапанаваны Сідні Чэпменам ў 1930 годзе і носіць яго імя.
Рэакцыі ўтварэння азону:
О2 + hν → 2О. О2 + O → О3.
Фатоліз малекулярнага кіслароду адбываецца ў стратасферы пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання з даўжынёй хвалі 175—200 нм і да 242 нм.
Азон расходуецца ў рэакцыях фатоліза і ўзаемадзеяння з атамарным кіслародам:
О3 + hν → О2 + О. О3 + O → 2О2.
Шляхі гібелі азону
Акрамя рэакцый, якія ўваходзяць у механізм Чэпмена, маецца цэлы шэраг іншых рэакцый, якія прыводзяць да гібелі азону. Іх усе аб’ядноўваюць у некалькі сямействаў, галоўнымі з якіх з’яўляецца азотнае, кіслароднае (з механізму Чепмена), вадароднае і галагенавае. Гэтыя рэакцыі ўяўляюць сабой каталітычныя цыклы, таму іх таксама называюць адпаведнымі цыкламі.
Азотны цыкл (NOx):
N2O + O(1D) → NO + NO, О3 + NO → NO2 + О2, NO2 + О → NO + О2.
Вадародны цыкл (HOx):
Н2O + O → OH + OH, ОН + О3 → НО2 + О2, НО2 + О3 → ОН + 2О2.
Хлорны цыкл (ClOx):
CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl, Cl + O3 → ClO + O2, ClO + O → Cl + O2.
Доля ў расходзе азону розных хімічных сямействаў:
| Ціск, гПа | азотнае | кіслароднае | вадароднае | галагенавае |
|---|---|---|---|---|
| 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 | Т0,12 | 0,03 | 0,48 | 0,14 |
Доля галагенавага шляху распаду стратасфернага азону павялічылася ў выніку дзейнасці чалавека, што прывяло да ўзнікнення азонавых дзірак. Генеральная асамблея ААН ў 1994 годзе абвясціла 16 верасня штогадовым Міжнародным днём аховы азонавага слоя.
Гл. таксама
- Азонавая дзірка