前言
臭氧層是地球生命史上的一個重要元素。如果沒有它,那么地球上的許多生物可能就不會存在了,同時地球也將會是另一番景象了。數(shù)百萬年前,地球上只有單細胞生物。在那個時候,地球上是沒有氧氣來維持生命的。但隨著生物體的不斷進化,它們開始釋放少量的氧氣,這是光合作用的結果,并最終導致了臭氧層的形成。
正文
事實1:發(fā)現(xiàn)臭氧層
在1839年,臭氧是由瑞士化學家舍拜恩(C.F. Schbein)在研究放電時發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)空氣中有一種成分,而這種成分是通過空氣中的放電現(xiàn)象而形成的,并且由于這種成分具有特有的氣味,所以它被命名為臭氧。
但是,在當時,舍拜恩是沒有辦法去描述臭氧的分子組成情況。直到1860年,這一工作被一個名叫路易斯·索爾斯(Louis Soreshem)的化學家完成了。
事實2:臭氧的組成
臭氧是由三個氧原子組成的簡單分子。它也被稱為超氧,是氧氣(O)的同素異形體,它是一種有特殊臭味的淡藍色氣體,而正常的氧氣則是無色無味的。
每1000萬個空氣分子中,大約只有3個臭氧分子。盡管臭氧在地球大氣層中的含量是有限的,但它對地球上的生命來說卻是極其重要的。
事實3:臭氧層的好與壞
在平流層中,經(jīng)過光化學反應之后,臭氧就會自然地被產(chǎn)生。它可以保護生物免受來自太陽的有害紫外線輻射(UV)。
在地球表面的對流層中,我們發(fā)現(xiàn)了一些臭氧,而這些臭氧對我們是不利的,它甚至可以破壞樹木、莊稼和其他植物。此外,它也是城市煙霧的主要成分。
事實4:溫度控制器
臭氧層位于平流層,它能夠吸收大約98%的有害紫外線輻射。它基本上能夠調(diào)節(jié)大氣的溫度,并且保護地球不至于過熱或過冷。
事實5:對臭氧的測量
一個被稱為總區(qū)域測繪光譜儀的衛(wèi)星裝置,它是用來測量臭氧值的。測量臭氧所使用的單位是多布森單位,這是為了紀念研究臭氧先驅戈登·多布森而命名的。
一個多布森單位等于一個氣體層,在正常情況下,臭氧濃度約為300多布森。在“臭氧洞”中,臭氧的濃度不超過100多布森。
事實6:臭氧層的消耗
長期以來,人們已將氟氯化烴用作發(fā)泡劑、溶劑、制冷劑等多種用途。但是,科學家們警告說,如果這些化合物被釋放到了大氣中,就會對大氣產(chǎn)生負面影響,因為在太陽輻射的作用下,它們會被分解為破壞臭氧層的物質(zhì)。當然,還有其他消耗臭氧層的化學制品,包括用作滅火器的哈龍和溴化烴以及用作殺蟲劑的甲基溴代烴。
事實7:臭氧空洞
最初,臭氧空洞是于1985年在南極地區(qū)被發(fā)現(xiàn)的。在冬季,南極附近出現(xiàn)了一股漩渦風,破壞了極地的平流層。當氣溫降到零下78攝氏度時,平流層中的硝酸、硫酸和冰形成了薄云。
當這些化學物質(zhì)發(fā)生反應時,它們就會破壞臭氧層并最終形成臭氧空洞。如果這一過程能夠持續(xù)三個月,那么臭氧的濃度將下降約50%。到了春天,隨著氣溫的上升,冰層開始融化,這樣臭氧層就會得以恢復。
事實8:紫外線輻射
盡管臭氧層的厚度很薄,但它對生物的保護還是綽綽有余。根據(jù)波長的不同,紫外線輻射可分為三種:紫外線-A波段(400-315納米),紫外線-B波段(315-280納米)和紫外-C波段(280-100納米)。
我們知道,紫外線輻射對生物是有害的,例如,它會引起曬傷、免疫抑制、白內(nèi)障、皮膚癌以及對人體基因造成損傷,但它也有好的一面,例如,紫外線-B對皮膚中維生素D的產(chǎn)生是非常重要的。
事實9:臭氧的總量分布情況
臭氧濃度會隨著緯度的變化而變化,其中濃度最高的臭氧將出現(xiàn)在高緯度和中緯度地區(qū)。在這些地方,臭氧不斷積聚,從而增加了臭氧層的厚度。相反,熱帶地區(qū)的臭氧總量就比較少,因為臭氧層的厚度很薄。
事實10:《蒙特利爾議定書》
30多年前,在確定了氟氯化烴和其他消耗臭氧層物質(zhì)的不利影響之后,我們簽署了一項關于保護臭氧層的國際條約。該條約被稱為《蒙特利爾議定書》。根據(jù)該條約,各國同意停止生產(chǎn)和使用這些消耗臭氧層的物質(zhì),因為這些物質(zhì)也助長了全球變暖。
事實11:國際臭氧層保護日
每年的9月16日是國際臭氧層保護日。其目的是傳播關于臭氧層遭到破壞的信息,并找到保護臭氧層的解決辦法。