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.

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 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.

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:

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.

• Азонавая дзірка