Il distruzione dello strato di ozono È causato dalla diminuzione dei livelli della molecola di ozono (O3) nella stratosfera terrestre, a causa del rilascio di gas inquinanti come CFC, solventi, refrigeranti alocarburi, propellenti, tra gli altri.
Questo buco nello strato di ozono è un pericolo per la vita sulla Terra, poiché questo strato gassoso è lo scudo protettivo contro le radiazioni ultraviolette. Lo strato di ozono (ozonosfera) è una striscia di gas ozono (O3) che si forma nella bassa stratosfera, alta circa 25 km.
L'ozono si forma quando la molecola di ossigeno (ODue) dall'azione della radiazione ultravioletta, che genera due atomi di ossigeno. Successivamente, un atomo di ossigeno (O) viene fuso con una molecola di ossigeno (ODue), producendo O3 (ozono).
Nel 1985 è stato scoperto un buco nello strato di ozono al Polo Sud, originatosi durante la primavera australe (luglio-settembre). Gli scienziati hanno scoperto che la distruzione dell'ozono è una conseguenza dell'azione di alcuni gas emessi nell'ambiente dalle attività umane.
La distruzione dello strato di ozono in proporzioni elevate ha fatto scattare gli allarmi, promuovendo un accordo internazionale per agire sulle cause del fenomeno. Tra i principali gas che distruggono lo strato di ozono ci sono i clorofluorocarburi (CFC) e gli ossidi di azoto (NOx).
Nel 1989 è entrato in vigore il Protocollo di Montreal per ridurre l'uso di gas che degradano lo strato di ozono. Ciò ha portato il buco nello strato di ozono sull'Antartide a raggiungere la sua estensione minima nel 2019..
D'altra parte, nel gennaio 2011 è stato rilevato un piccolo foro al Polo Nord, che è durato solo quel mese. Successivamente, nel marzo 2020, è stata scoperta un'altra buca temporanea di circa 20 milioni di km.
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È necessario partire dal fatto che l'ozono è una forma instabile di ossigeno, quindi si forma costantemente e si decompone nuovamente in ossigeno molecolare (ODue) e ossigeno libero (O). Questo forma un delicato equilibrio che può essere influenzato da vari fattori..
La causa fondamentale della distruzione dello strato di ozono è l'emissione di gas industriali che dissociano l'ozono stratosferico. Questi gas includono clorofluorocarburi (CFC) e ossidi di azoto (NOx), così come altri come gli idrofluorocarburi (HFC).
Altri sono l'idrocarburo perfluorurato (PFC) e l'esafluoruro di zolfo (SF6), metil cloroformio utilizzato nei processi industriali e halon utilizzato negli estintori.
La crescente industrializzazione a livello mondiale non è solo responsabile dell'emissione di gas che distruggono lo strato di ozono; Ha anche effetti indiretti, perché influenza processi cruciali per il mantenimento dello strato di ozono, come la produzione di ossigeno inquinando l'acqua..
D'altra parte, vengono generati altri gas che contribuiscono al riscaldamento globale, oltre a quelli che danneggiano direttamente lo strato di ozono, che a sua volta influenza i modelli di circolazione atmosferica, facilitando la formazione di buchi nello strato di ozono..
L'agricoltura odierna è fortemente dipendente dall'uso di sostanze chimiche che influenzano direttamente e indirettamente lo strato di ozono. Direttamente dall'uso di pesticidi che distruggono lo strato di ozono come il bromuro di metile.
Allo stesso modo, i fertilizzanti chimici contribuiscono alla generazione di protossido di azoto. Inoltre, generando indirettamente processi di eutrofizzazione, si riduce la produzione di ossigeno nelle acque dolci e marine.
La preminenza degli interessi economici sul mantenimento degli equilibri ecologici planetari si esprime nella violazione degli accordi internazionali. Paesi industrializzati come gli Stati Uniti e la Cina limitano o negano apertamente il loro sostegno agli accordi volti a ridurre il riscaldamento globale, sostenendo i loro interessi economici..
L'inquinamento ambientale globale causa sia direttamente che indirettamente la distruzione dello strato di ozono.
In termini generali, ciò che sta alla base del problema della distruzione dello strato di ozono è il modello economico. Un modello basato sul consumo crescente di materie prime, su un'industrializzazione sfrenata, generando un'elevata quantità di rifiuti.
La distruzione dello strato di ozono è prodotta dalla confluenza di una serie di fattori, sia naturali che indotti dall'uomo. L'elemento principale è l'emissione in atmosfera di vari gas che, interagendo con l'ozono, lo decompongono.
I vortici atmosferici causati dallo sviluppo di zone di bassa pressione sui poli durante l'inverno concentrano questi gas a basse temperature. I cristalli di ghiaccio che si formano nella massa d'aria fredda e umida nella stratosfera forniscono la superficie per le diverse reazioni..
Poi all'inizio della primavera l'intensificazione della radiazione solare guida le reazioni chimiche coinvolte nella distruzione dell'ozono.
Inizia quando i clorofluorocarburi (CFC) vengono fotodisocianizzati, cioè si decompongono, sotto l'azione della radiazione ultravioletta ad alta energia. Questo produce atomi di cloro e altri alogeni..
Questi atomi di cloro interagiscono con l'ozono (O3) provocano la loro decomposizione perdendo un atomo di ossigeno. Ciò avviene per la cosiddetta reazione a catena del ciclo del cloro, in cui un atomo di cloro si unisce a uno degli atomi di ossigeno dell'ozono:
Questo produce ossido di cloro (ClO) e diossigeno o ossigeno molecolare (ODue) e il ClO reagisce con un atomo di ossigeno, formando più diossigeno. Pertanto, l'atomo di cloro viene nuovamente rilasciato, ripetendo il ciclo e un singolo atomo di cloro è in grado di distruggere circa 100.000 molecole di ozono..
La molecola ClO rimuove un ossigeno dalla molecola di ozono e il cloro è libero di tornare al passaggio 1.
In questo caso è la reazione a catena del ciclo dell'azoto, con il monossido di azoto (NO) che interagisce con l'ozono (O3). NO cattura un ossigeno (O) dall'ozono (O3 ), producendo biossido di azoto (NODue) e ossigeno molecolare (ODue).
Quindi il biossido di azoto (NODue) reagisce con l'ossigeno libero (O) e il monossido di azoto (NO) e l'ossigeno molecolare (ODue). In questo modo il ciclo continua indefinitamente distruggendo migliaia di molecole di ozono.
Sebbene la distruzione dello strato di ozono avvenga in tutta la stratosfera, il suo impatto maggiore è ai poli, in particolare al Polo Sud. Sebbene i buchi si formino anche nello strato di ozono al polo nord, sono meno frequenti e di durata più breve..
La base delle reazioni di degradazione dell'ozono è la formazione di nubi stratosferiche di cristalli di ghiaccio. Queste nuvole si formano a temperature inferiori a -85 ºC e nell'Artico (Polo Nord) le temperature raramente scendono al di sotto di -80 ºC.
Pertanto, in questa regione le nuvole stratosferiche sono costituite da cristalli di acido nitrico triidrato. Mentre l'Antartide (Polo Sud) è molto più fredda, con temperature di -90 ºC, che formano cristalli di ghiaccio.
La conseguenza fondamentale della distruzione dello strato di ozono è l'aumento della radiazione ultravioletta che riesce a penetrare verso la Terra. Questo a sua volta porta una serie di conseguenze negative per l'equilibrio ecologico e la vita sul pianeta..
La radiazione ultravioletta fa parte dello spettro elettromagnetico emesso dal Sole e ha un'elevata energia. Questa alta energia deteriora le membrane cellulari e influenza anche il DNA, generando mutazioni..
Il livello di danno che provoca dipende dall'intensità con cui raggiunge la superficie terrestre e dalla tolleranza di ogni organismo vivente. Questo danno varia dalla distruzione del tessuto fogliare nelle piante al cancro della pelle negli esseri umani..
Nell'uomo provoca anche invecchiamento precoce, cataratta, scottature e deprime il sistema immunitario. Questo lo rende più suscettibile alle malattie, poiché questo è il sistema che distrugge virus, batteri e altri agenti nocivi.
Quando lo strato di ozono viene distrutto, l'ingresso di radiazioni ultraviolette, di alto valore energetico, aumenta. Ciò provoca un maggiore riscaldamento planetario, che insieme alla riduzione della fuoriuscita di calore terrestre per effetto serra, aumenta la temperatura media..
La radiazione ultravioletta raggiunge gli strati profondi dell'acqua oceanica danneggiando il plancton che è la base principale delle reti alimentari marine. D'altra parte, il plancton è la principale fonte di ossigeno, motivo per cui il ciclo dell'ossigeno viene alterato.
Questo genera un feedback negativo, poiché la riduzione dell'ossigeno influisce sulla formazione dello strato di ozono.
La maggiore incidenza della radiazione ultravioletta derivante dalla distruzione dello strato di ozono influisce negativamente sulla produzione agricola e zootecnica, nonché sulla produttività degli ecosistemi acquatici. Pertanto, ha un impatto decisivo sulla quantità di cibo disponibile, contribuendo alla fame nel mondo..
Esistono diverse soluzioni per aumentare i livelli di ozono:
La prima cosa è attaccare la causa immediata del deterioramento dello strato di ozono, ovvero eliminare l'uso di gas che degradano l'ozono. Questo è l'obiettivo del Protocollo di Montreal dal 1989, tuttavia è necessaria la sua espansione.
Ciò è dovuto al fatto che in detto protocollo non sono inclusi nuovi gas ad alto impatto, come gli ossidi di azoto..
È stato sperimentato l'uso di sorgenti di plasma a microonde per degradare i gas che influenzano lo strato di ozono. Applicando questa tecnica, è stato possibile decomporre il gas Freon HFC-134a dell'84%, diventando fumo nero, idrogeno e fluoro..
Un'altra soluzione è implementare sistemi che consentano il recupero e il riciclo di quei gas che agiscono sullo strato di ozono..
Sebbene alcuni qualifichino questa proposta come utopica, si propone di produrre in modo massiccio e iniettare ozono fresco nella stratosfera per compensare le sue perdite.
Un modo per affrontare il problema è lo sviluppo di varianti tecnologiche che non richiedono gas potenzialmente distruttivi per lo strato di ozono. Ciò merita la ricerca di nuove tecnologie in settori come la refrigerazione, i trasporti, gli estintori, il controllo dei parassiti agricoli e una varietà di processi industriali..
Particolarmente rilevante è la riduzione dell'inquinamento marino e la perdita di foreste, a causa dell'effetto negativo sul ciclo dell'ossigeno.
È essenziale attuare un modello di sviluppo sostenibile, che riduca la dipendenza dai combustibili fossili e la produzione di rifiuti.
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