Osvita.ua Вища освіта Реферати Екологія Озоновий шар Землі. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Озоновий шар Землі. Реферат

Озон та життя, вплив стратосферного озону на життя, історичний розвиток озонового шару, деякі організації, що своєю метою мають захищати озоновий шар планети

Надзвичайну важливість не тільки для історичної геології, а й для сучасної людини має питання про співвідношення життя та озону, що є в атмосфері. Можна вважати, що життя - рослинний та тваринний світ - зміг розвинутися на Землі тільки тоді, коли виник достатньо потужний "озоновий щит", що захищає її від ультрафіолетової радіації Сонця. Зрозуміло, що про цей щит ми маємо піклуватися і зараз.

Хоча вік Землі оцінено зараз доволі точно - біля 4,5-10 9 років, про первинну атмосферу Землі нам відомо дуже мало. Якщо Земля виникла з космічного протопланетної хмари, у складі якої знаходився у великій пропорції водень, то цей водень було досить рано загублено Землею. Геологи вважають, що відома нам атмосфера Землі вторинна та утворилася з вулканічних газів або вивільнена з геологічних порід. В цих газах не було вільного кисню (так його майже немає в атмосферах інших планет).

Така вулканічна атмосфера Землі складалася тоді, біля 109 років тому, мабуть, тільки з Н2, НОH, N2 та СО2. Тоді на Землі майже не було життя. Ультрафіолетова радіація з довжиною хвилі менш ніж 307 нм могла знищити ДНК живих клітин (краще сказати, зашкоджувати їх розмноженню, якщо б вони виникли). Тільки потужній шар води міг захистити живу речовину від радіації. Пізніше в атмосфері з'явився кисень, а з нього виник захисний шар озону.

Можна вважати, що водяна пара почала розкладатися під дією ультрафіолетової радіації з h = 134... 237 нм по реакції OНО + hv -- ОН + Н. При цьому атоми водню Н могли уникнути з верхньої гарячої атмосфери - такий процес вивчено зараз добре – зі швидкістю 107... 108 атомів з 1 см2 в секунду. Далі при реакції ОН + ОН -- НО + О утворювався вільний кисень.

Э. Хестведт та С. Хенриксен в праці, що була опублікована в університеті в Осло в 1973 г., вважають, що саме таким було годинне джерело кисню в атмосфері давніх геологічних епох. Спеціалісти геологи вважають, що утворений О2 майже весь швидко використовувався на окислення порід земної поверхні.

Джерелом вільного озону міг також бути процес фотосинтезу. При цьому є досить важливою більш точна оцінка небезпечної радіації, що спочатку гальмувала виникнення живої речовини. Так, в роботі Беркнера и Маршалла було прийнято, що для життя - для ДНК - небезпечною є спектральна область с а = 240... 285 нм при енергетичній освітленості в цій області більш ніж 10 ^Вт-м2. Пізніше М. Ратнер та Дж. Уокер вибрали інший критерій. Хоча у більш довгих хвиль ефект, що знищує ДНК, понижується, енергія променів Сонця в цих хвилях набагато більша, а захисна властивість інших органічних речовин, що оточують клітинне ядро, мала. При цьому небезпечною ультрафіолетовою радіацією є 10~1 Вт-м2 для всієї області спектра с h < 302 нм.

Так виникло унікальне явище в геологічній історії -до так званого еволюційного вибуху. Після того як в архейській ері сотні мільйонів років існували тільки примітивні організми - бактерії та водорості, частково навіть анаеробні організми в мілководних морях та озерах, в палеозойській ері розвиток життя швидко піднявся на високий рівень. В силурійській період проходив розвиток багатого життя в морі, де з'явились роди риб, а в кінці його, біля 440 млн. років тому, з'явилась рослинність на суші - предки сучасних папоротеподібних та плаунів. В девоні, приблизно 370 млн. років тому, розквітло тваринне життя в багатих лісах. Так почався період підсиленого фотосинтезу та швидкого накопичення кисню в атмосфері.

Безсумнівно, що в кисневій атмосфері виник шар озону тобто озонний екран, спочатку, біля поверхні Землі. При вмісті кисню біля 0,1 сучасної його кількості (РАL - present stmospherіc level) шар озону піднявся вже в стратосферу.

Рисунок 1 показує, як шар озону, що зародилася ще при концентрації кисню біля 3*10-4 РАL скоро досяг на рівні максимуму озону, концентрації N3 = 1013 молекул в 1 см3 та поступово розповсюдився в більш високі шари атмосфери при накопиченні О2 от 3-10-4 РАL до 1 РАL.

На рис. 2 показано, як пропускала така озоносфера радіацію Сонця до поверхні Землі. Майже вся радіація з h=280 нм відфільтровувалась вже при 2-*10-2 РАL. Цей момент відмітив собою появу розвинутого життя на суші. Ще трохи раніше при (2... 3) *10-3 РАL такому відфільтруванню допомагав шар води товщиною приблизно 2 м, також зменшуючий дію ультрафіолетової радіації. Тоді, мабуть, життя могло почати розвиватись інтенсивно у воді, в теплих прибережних водах, озерах.

Якщо врахувати, що джерелом кисню була фотодисоціація водяної пари, то еволюційний вибух міг відбутися тільки при дуже швидкому насиченні - за геологічною шкалою часу - атмосфери водяною парою, що почала енергійно розкладатися на сонячному світлі.

Якщо ж допустити, що життя поступово утворювало фотосинтетичне джерело кисню, після того як розклад пари або життя в морі утворили первинне підвищення рівня кисню до (2... 3) - 10-3 РАL, то швидкість еволюційного вибуху добре пояснюється таким механізмом з сильним додатнім зв'язком. Пояснюється й послідовність розвитку життя у воді й на суші.

Питання про озоновий шар дуже гостро постало в наші дні. Міжнародна метеорологічна організація виступила в 1976 р. з проектом "Глобального вивчення й моніторингу озону". Проект енергійно підтримала й Міжнародна комісія з атмосферного озону. В березні 1977 г. Це питання було розглянуто у "Програмі Організації Об'єднаних Націй з оточуючого середовища "UNEP". В травні того ж року в Женеві зібрались спеціалісти, що вивчали новітні прибори й можливості координованих спостережень найбільш біологічно активної частини сонячного спектру - між 290 _ 320 нм. Вже у 1978 р. спеціальний циркуляр ММО вже рекомендував країнам організацію спостережень ультрафіолетової радіації.

Ідея небезпеки знищення шару озону та його наслідках призвела до створення в США спеціальної "Програми визначення кліматичних впливів" (СІАР) (під загальним керівництвом Департаменту транспорту США), маючи на увазі викиди стратосферної авіації. З цією ціллю в 1972... 1975 рр. було зроблено 4 конференції спеціалістів з проблем авіації, фізиці атмосфери, та забруднення й озону. Аналогічна програма (СОVOS) було утворено у Франції.

В наш час головною рисою розподілення радіації по земній кулі є її широтна залежність. Розрахунки показують, що тропічний пояс має отримувати до 360... 420 Вт-ч-м-2 на місяць. Таким чином, знищення шару озону має по різному вплинути на тропічній та помірній зоні на населення.


29.06.2011

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!