I. Golovĉenko, N. Druzjak

Ĉu defendas nin la ozona tavolo?

Ekde mezlernejo ĉiu scias, ke ozono naskiĝas dum aliĝo de atomo de oksigeno al molekulo de oksigeno. Ĉio simplas kaj klaras. Ne klaras nur kial stabila kaj elektre neŭtrala molekulo de oksigeno akceptas ankoraŭ unu atomon de oksigeno por krei nestabilan triatoman molekulon kiu pretas disfali je la komencaj partoj? Eble tamen ozono aperas ne el neŭtralaj sed el elektre ŝarĝitaj partikloj? Ne trovinte en la scienca literaturo respondon al tiuj demandoj, ni proponas jenan modelon de formiĝo de ozono.

Kiel formiĝas ozono?

Ultraviolaj radioj de la Suno (aŭ aliaj fontoj de ionigo) transformas molekulojn de oksigeno en pozitivajn jonojn. Paralele tiuj radioj disigas oksigenajn molekulojn, t.e. faras el ili du neŭtralajn atomojn. Liberiĝinta dum ionigo elektrono (aŭ iu alia elektrono en ionigita gaso) «gluiĝas» al iu el atomoj. Kaj nun negative ŝarĝita atomo de oksigeno kaj pozitive ŝarĝita molekulo de oksigeno, tiriĝas unu al alia, formante neŭtralan molekulon de ozono. Ni supozas ke okazas tiel. Fakte, kial do ne?

Kial ĉefe kun oksigeno interagas ultraviolaj radioj aperigante ozonon? Simple – oksigeno havas malplejan jonig-energion el la atmosferaj gasoj.

Pri apero de ozono kulpas antaŭ ĉio ultraviolaj radioj kun ondolongo ne pli ol 100 nm – ili kapablas ionigi molekulojn de oksigeno. Kaj krome, radioj kun ondolongo ne pli ol 245 nm – ili disigas aliajn molekulojn de oksigeno je atomoj. Tial ozono povas aperi en la plej supraj tavoloj (55-80 km) – jonosfero, kie multas jonoj kaj liberaj elektronoj.

Povas esti, ke ozono efektive formiĝas tie, sed tiuj tavoloj suferas tiom fortan influon de energioza ultraviola kaj roentgena radiado, ke ioniĝas kaj disfalas la molekuloj de ĉiuj atmosferaj gasoj. Ne povas ne perei ankaŭ la ĵus naskiĝinta ozono, des pli ke por tio necesas tute negranda energio. Verŝajne pro tio oni ne trovas ozonon en jonosfero.

Laŭ nia hipotezo, en altoj de 10 ĝis 50 kilometroj entute ne devas aperi ozono, ĉar tie mankas ultraviolaj radioj kapablaj ionigi molekulojn de oksigeno. Pri tio atestas fotoj de sunaj spektroj. Kaj sub 34 km en la suna spektro mankas radioj pli kurtaj ol 280 nm. Sekve, sube mankas fonto de ionigo kaj disigo de oksigenaj molekuloj, kaj tial ne estas materialo pro formiĝo de ozono. Malgraŭ tio la ĉefa amaso de ozono troviĝas eĉ pli sube, kie kondiĉoj por ĝia formiĝo mankas tute.

Kiu konkludo sekvas? Ne nepre tiu, ke eraras la startaj supozoj.

Povas esti, ke la procezo mem de apero de ozona tavolo estas pli komplika, kaj ĉefe – pli longa tempe. Eble ozonosfero naskiĝas en jonosfero? Fakte, ne grandas la probablo, ke parto de ozono el la jonosfero povas drivi en ozonosferon, kvankam principe tion eblas supozi – ozono estas je 1.62 fojoj pli peza ol la aero. Plej verŝajne, la formiĝanta en jonosfero ozono tuj disfalas.

Kial ozono ne defendas?

Ni supozas, ke ekstreme malalta temperaturo de atmosfero en la loko de pleja koncentriĝo de ozono atestas ĝuste ke ĝi ne defendas kontraŭ ultraviolaj radioj. Se la ozona tavolo malhelpus pason de ultraviolaj radioj, ĝi detruiĝus, produktante multe da varmo, kaj, nature, tie ĉi okazus rimarkebla varmiĝo de atmosfero (por produktado de ozono estas uzataj 5% da suna energio venanta al la Tero). Ŝajnas, ke tia liberiĝo de energio en la ozona tavolo mankas. Sekve, ozono tie ĉi konserviĝas en siaspeca natura fridujo, po iomete descendante en pli subajn atmosferajn tavolojn, kie ĝi disfalas ne pro ultraviolaj radioj, sed pro varmo.

En 55-kilometra alto mankas ondoj pli kurtaj ol 100 nm. Sed tie mankas ankaŭ ozono. Kio do haltigis la plej energiozan parton de ultraviola radiado? Nature, ĉiuj atmosferaj gasoj, plej multe – oksigeno.

Ni jam diris, ke en 34-kilometra alto mankas radioj pli kurtaj ol 280 nm, kaj la ĉefa ŝildo kontraŭ ili, kiel oni ĝis nun asertas (la ĉefa tavolo de ozono), situas eĉ pli malalte – je 20-25 km. Kontraŭ kiuj radioj do ĝi defendas nin, se ĝin ne atingas radioj pli kurtaj ol 280 nm? Ĉu kontraŭ ĉiuj ceteraj ultravilolaj?

Sed pasinte 34 kilometrojn de la tera atmosfero, sunaj ultraviolaj radioj perdas nur tre malgrandan parton de la spektro – la teran surfacon atingas radioj ne pli kurtaj ol 293 nm. La intenso de ultraviolaj radioj multe malfortiĝas, tamen ne dum interago kun ozono, sed pro la atmosfero kiu disigas la radiojn. Kiom fortas la disigo, oni povas taksi laŭ jenaj faktoj: je 2300-metra alto ultraviola radiado 1.5-oble, kaj je 4000-metra alto preskaŭ duoble pli intensas ol sur marnivelo.

Kio do pri la ozona tavolo? Ni opinias, ke kvankam ĝi povus reteni parton de la ultraviolaj radioj, pro sia mizera dikeco (nur 3 mm ĉe normala atmosfera premo) ĝi ne kontribuas konsiderinde al defendo de la vivo kontraŭ la ultraviola radiado. Verŝajne, la ozonan tavolon oni povas konsideri nur unika natura fenomeno, sed neniel ŝildo.