Ozona slānis

Kā ozona slānis aizsargā Zemi

Ozona slāņa galvenā funkcija ir absorbēt kaitīgo ultravioleto (ultravioleto, UV) starojumu no Saules, jo īpaši enerģētiski viskaitīgāko un kaitīgāko UV-B un UV-C starojumu.

• UV-C starojums ir visbīstamākais, bet to pilnībā absorbē skābeklis (O₂) un ozons (O₃) stratosfērā.
• UV-B starojums ir galvenais saules apdegumu cēlonis, kas var izraisīt ādas vēzi un kataraktu. Lielāko daļu tā absorbē ozona slānis, tomēr neliela daļa joprojām sasniedz zemes virsmu. Ja nebūtu ozona slāņa, UV-B starojuma līmenis būtu pietiekami augsts, lai būtu nāvējošs lielākajai daļai dzīvās dabas uz Zemes.

Šo aizsargfunkciju nodrošina ozona un skābekļa cikls, kas ir nepārtraukts process, kura laikā saules ultravioletā gaisma sašķeļ skābekļa molekulas (O₂) atsevišķos skābekļa atomos. 

Pēc tam šie brīvie atomi savienojas ar citām O₂ molekulām, veidojot ozonu (O₃). Kad ozons absorbē ultravioleto starojumu, tas atkal sadalās, tādējādi šajā ciklā gan rodas ozons, gan tiek aizvadīts kaitīgākais ultravioletais starojums no saules gaismas.

Labs ozons pret sliktu ozonu

Ir svarīgi atšķirt ozonu pēc atrašanās vietas:

• Labs ozons: ozons stratosfērā (ozona slānis) aizsargā dzīvību, absorbējot ultravioleto starojumu.
  
• Slikts ozons: ozons pie Zemes virsmas, troposfērā, ir kaitīgs gaisa piesārņotājs un galvenā fotoķīmiskā smoga sastāvdaļa; tas var izraisīt elpošanas problēmas cilvēkiem un kaitēt augiem.
  

Ozona noārdīšanās un atjaunošanās

20. gadsimta beigās zinātnieki atklāja, ka ozona slāni noārda dažas cilvēka radītas ķīmiskās vielas, jo īpaši hlorfluorogļūdeņraži (CFC). 

Kad CFC sasniedz stratosfēru, tie izdala hlora un broma atomus, kas darbojas kā katalizatori, lai iznīcinātu ozona molekulas; viens hlora atoms var iznīcināt vairāk nekā 100 000 ozona molekulu. Tas izraisīja ozona slāņa būtisku izretināšanos un sezonālu "ozona caurumu" virs Antarktīdas.

Reaģējot uz to, starptautiskā sabiedrība 1987. gadā pieņēma Monreālas protokolu - nozīmīgu līgumu par ozona slāni noārdošo vielu ražošanas un lietošanas pakāpenisku pārtraukšanu. Monreālas protokols tiek uzskatīts par vienu no veiksmīgākajiem starptautiskajiem vides aizsardzības nolīgumiem. 

Kopš tā pieņemšanas daudzu ozona slāni noārdošo vielu koncentrācija atmosfērā ir samazinājusies, un ozona slānis lēnām atjaunojas. Zinātnieki prognozē, ka, pieņemot, ka arī turpmāk tiks ievērots līgums un kontrolēti citi apdraudējumi, ozona slānis varētu atjaunoties līdz līmenim, kāds bija pirms 1980. gada, līdz šā gadsimta vidum.

Vai ozona slānis joprojām ir apdraudēts?

Tiek uzskatīts, ka ozona slānim nedraud tūlītēja sabrukšana, taču tā atjaunošanās joprojām ir trausla un turpinās. Galvenais vēsturiskais ozona slāņa noārdīšanās cēlonis - freoni - ir lielā mērā izbeigts Monreālas protokola ietvaros, kas ir ļāvis pakāpeniski atjaunoties. 

Tomēr pilnīga atveseļošanās ir atkarīga no tā, vai visā pasaulē turpināsies līguma ievērošana un citu iespējamo draudu uzraudzība. Klimata pārmaiņas var netieši ietekmēt ozonu, mainoties temperatūrai un cirkulācijai, un jaunu risku radītu arī citu ozonu bojājošu ķīmisko vielu izdalīšanās. Tāpēc ir būtiski turpināt modrību un zinātnisko uzraudzību.

Ko dara ozona slānis?

Ozona slāņa galvenais uzdevums ir absorbēt un filtrēt kaitīgo ultravioleto starojumu no saules. Tas īpaši efektīvi bloķē UV-B un UV-C starojumu, kas ir visenerģētiskākie un kaitīgākie:

• UV-C starojumu pilnībā absorbē skābeklis un ozons atmosfēras augšējos slāņos.
• UV-B starojumu lielākoties absorbē ozona slānis, tomēr neliela tā daļa joprojām sasniedz zemes virsmu un ir atbildīga par saules apdegumiem un paaugstinātu ilgtermiņa veselības risku, piemēram, ādas vēzi un kataraktu.

Šim absorbcijas procesam ir izšķiroša nozīme sauszemes un jūras dzīvības aizsardzībā, ekosistēmu integritātes un cilvēku veselības saglabāšanā.

Kas notiktu, ja ozona slānis tiktu iznīcināts?

Ja ozona slānis tiktu iznīcināts, sekas būtu smagas un plaša mēroga:

• Palielināts veselības problēmu skaits: Cilvēkiem un dzīvniekiem krasi pieaug ādas vēža, kataraktas un novājinātas imūnsistēmas gadījumu skaits.
• kaitējums ekosistēmām: kaitējums vienšūnu organismiem, piemēram, fitoplanktonam, kas veido jūras barības ķēdes pamatu; samazināta raža un kaitējums sauszemes augiem, ko rada paaugstināta ultravioleto staru iedarbība, kas bojā DNS.
• Klimata un atmosfēras ķīmijas izmaiņas: Ozona slānis veicina atmosfēras termisko struktūru; tā likvidēšana mainītu temperatūras profilus un cirkulācijas modeļus, potenciāli mainot globālos vēja modeļus un laikapstākļu sistēmas ar neparedzamām sekām.

Ozona slāņa loma Zemes nākotnē

Ozona slānis ir viens no svarīgākajiem Zemes dabiskajiem aizsargslāņiem, kas filtrē kaitīgāko saules ultravioleto starojumu un palīdz saglabāt atmosfēras stabilitāti. Cilvēka darbība savulaik izraisīja ievērojamu ozona slāņa noplicināšanos, taču koordinēta starptautiska rīcība Monreālas protokola ietvaros ir nostādījusi ozona slāni uz atjaunošanās ceļa. 

Tomēr šī atveseļošanās nav ne automātiska, ne garantēta: ir nepieciešama pastāvīga globāla apņemšanās, rūpīga uzraudzība un uzmanība pret tādiem saistītiem draudiem kā klimata pārmaiņas. Ozona slāņa aizsardzība joprojām ir svarīgs piemērs tam, kā ilgtspējīga, kolektīva rīcība var saglabāt dzīvībai būtiskas planētas sistēmas.