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.

Азонавы слой у атмасферы (на рускай мове)

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

Стратасферная хімія 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 (NO_x):

   N2O + O(1D) → NO + NO,
   О3 + NO → NO2 + О2,
   NO2 + О → NO + О2.

Вадародны цыкл (HO_x):

   Н2O + O → OH + OH,
   ОН + О3 → НО2 + О2,
   НО2 + О3 → ОН + 2О2. 

Хлорны цыкл (ClO_x):

   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