Сколько озер в мире?

Сколько озер в мире?

Сколько озер на Земле? Ответ на этот вопрос дали ученые из Швеции и...

Подробнее

Почему земляне покидают Землю навсегда?

Почему земляне покидают Землю навсегда?

Проект  Mars One готовится к запуску уже в 2014 году. Согласно этому проекту...

Подробнее

Зонд Розетта ищет жизнь на кометах.

Зонд Розетта ищет жизнь на кометах.

Программа зонда рассчитана на 10 лет, из которых 2,5 года он провел состоянии...

Подробнее

Давайте изучать планету вместе! Подпишитесь!
Wonderful Planet - Чудесная Планета!

 

 

Подписаться письмом

Атмосфера

Озон в атмосфере. Озоновый слой Земли. - Значение озонового слоя – озоносферы. Воздействие ультрафиолетовых лучей Солнца на человека и другие живые организмы.

Значение озонового слоя – озоносферы. Воздействие ультрафиолетовых лучей Солнца на человека и другие живые организмы.

 

Значение озонового слоя для биосферы - человека и других живых организмов.

Несмотря на ничтожно малое содержание озона в атмосфере, значение его поистине огромно. Жизнь на Земле, какой мы ее наблюдаем в настоящее время, была бы совсем другой, если бы ее не защищал тонкий трехмиллиметровый озоновый слой. А исчезни сегодня озоновый «экран», жизнь, возможно, сохранилась бы только глубоко под водой в Мировом океане или под землей.

Дело в том, что озоновый слой (озоносфера) поглощает особенно губительные коротковолновые ультрафиолетовые лучи, препятствуя тем самым повреждению живых систем.

Снижение концентрации озона в атмосфере в целом хотя бы на 10 % уже сказывается на живых организмах - снижается урожай растений, у животных и человека наблюдаются различного рода патологии, например нарушение легочной функции, увеличение хронических заболеваний легких, нервной и иммунной систем, рак кожи и сетчатки глаз. Заметные сдвиги под влиянием возросшего ультрафиолетового облучения могут наблюдаться и в состоянии целых экосистем, особенно наземной растительности и фитопланктона, а также осуществлении биогеохимических циклов.

Озон – активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.

Значение озонового слоя Земли. Спектры поглощения озона и нуклеиновых кислот.

Для наглядного представления значения озонового слоя для всего живого на планете рассмотрим спектры поглощения озона и важнейших составляющих живых организмов – нуклеиновых кислот и белков.

Любое вещество имеет свои полосы поглощения. И озон, и нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), и белки интенсивнее всего поглощают в области спектра с длиной волны 200-300 нм. А губительные для живых организмов УФ-лучи как раз и занимают эту часть спектра солнечного излучения.

Рис 1. Спектральная кривая поражения генетического аппарата микроорганизмов ультрафиолетовыми лучами.

Спектральная кривая поражения генетического аппарата микроорганизмов. Значение озонового слоя

Чтобы не быть голословными и убедить самых недоверчивых в огромном значении озонового слоя, углубимся немного в теорию и докажем, что озоновый слой поглощает смертельные для всего живого ультрафиолетовые лучи. Для этого рассмотрим спектры поглощения озона (озонового слоя) и нуклеиновых кислот и белков.

Для начала определимся с понятиями.

ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА - уменьшение интенсивности оптического излучения при прохождении через какую-либо среду за счёт взаимодействия с ней, в результате которого световая энергия переходит в другие виды энергии или в оптическое излучение другого спектрального состава.

СПЕКТР ПОГЛОЩЕНИЯ — это совокупность частот, поглощаемых данным веществом.

Спектр поглощения озона.

Озон (O3) имеет очень сложный спектр поглощения,  где выделены полосы максимально интенсивного поглощения. Как и многие другие полосы поглощения в молекулярной спектроскопии, эти полосы носят имя исследователя, открывшего их.

Полосы поглощения озона:

  • Полоса Хартли (200 - 300 нм; lmax=255 нм);
  • Полоса Хюггинса (320-340 нм);
  • Полоса Шалона–Лефевра (330-350 нм);
  • Полоса Шаппюи (500 - 650 нм; lmax=600 нм).

Рис 2. Полосы поглощения озона.

Полосы поглощения озона.

Главная полоса поглощения – полоса Хартли. Максимальное поглощение у нее достигается на длине волны в 255 нм. Обратите внимание, на рисунке 1 максимум поражения генетического аппарата у живых организмов также приходится именно на эту длину волны. Следовательно, максимальное значение озонового слоя Земли для живых организмов проявляется именно в этой полосе.

При длинах волн более 300 нм к полосам Хартли примыкают более слабые полосы Хаггинса и Шалона–Лефевра (рис. 2). Коэффициент поглощения в этих полосах на несколько порядков меньше, чем у полос Хартли. Отдельные близко расположенные в этих системах полосы имеют хорошо различимые резкие максимумы и минимумы. Наконец, в видимом участке спектра расположена широкая полоса Шаппюи, с которой связана синяя окраска озона.

Очень сильное поглощение озона наблюдается также в области вакуумного ультрафиолета (100 – 200 нм). Вместе с поглощением в полосах Хартли это поглощение приводит к обрыву солнечного спектра на поверхности Земли при длинах волн меньше 290 нм, что очень важно для защиты жизни на нашей планете от коротковолновых излучений.

Спектры поглощения нуклеиновых кислот и белков.

Нуклеиновые кислоты поглощают только в УФ области (180-220 и 240-280 нм). Их хромофорами являются, в основном, пуриновые и пиримидиновые основания.

Рис 3. Спектр поглощения белков и нуклеиновых кислот.

Спектр поглощения белков и нуклеиновых кислот. Значение озонового слоя.

Хромофоры - ненасыщенные группы атомов, обуславливающие цвет химического соединения и поглощающие электромагнитное излучение.

Белки имеют три типа хромофорных групп: собственно пептидные группы, боковые группы аминокислотных остатков и простетические группы. Первые две поглощают в УФ области и не поглощают в видимой области. Пептидные группы -CO-NH- поглощают в районе 190 нм. Боковые группы трех ароматических кислот - триптофана, тирозина и фенилаланина - также поглощают на этих длинах волн, причем значительно сильнее, чем пептидные группы. Кроме того они имеют полосу поглощения в диапазоне 260-280 нм.

Простетические группы (гем в гемоглобине и др. хромофоры) поглощают в УФ и в видимой области. Именно они придают белку цвет (например, красный цвет гемоглобину).

Значение озонового слоя, как терморегулятора атмосферы.

Озоновый слой имеет значение не только как экран биосферы от повреждения жестким ультрафиолетовым излучением, но и определяет термический режим атмосферы Земли. В инфракрасной области спектра у озона есть еще важная полоса поглощения с максимумом 960 нм. Благодаря этому, О3 поглощает выделяемую Землей энергию инфракрасного диапазона (тепловую), не дает ей рассеяться в Космосе, и тем самым задерживает тепло в атмосфере нашей планеты.

Озон задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы.

Воздействие ультрафиолетовых лучей Солнца на человека и другие живые организмы.

А чем же так опасны ультрафиолетовые лучи? Почему мы придаем такое большое значение озоновому слою, поглощающему их. Познакомимся с ультрафиолетовой частью спектра солнечного излучения поближе.

Как влияет на растения ультрафиолетовая часть солнечного спектра? Вернемся снова к теории. Ультрафиолетовый диапазон длин волн подразделяют на «дальний», при 100-200 нм (нам до него дела нет, этот «свет» поглощается молекулами кислорода в верхних слоях атмосферы и поверхности Земли не достигает) и «ближний», при 200-380 нм, который, в свою очередь, условно делят на 3 части.

УФА – «полезный», с длиной волны от 320 нм до привычного «фиолетового» (он начинается с 380 нм). Ультрафиолетовое излучение с этой длиной волны глубже всего проникает в ткани животных и растений. У человека, например, она участвует в выработке витамина D, некоторые виды ящериц его вообще видят глазами, не говоря уже о том, что УФА стимулирует некоторые виды рептилий во время брачного периода.

УФВ – 280-320 нм – диапазон среднего ультрафиолета. Он вызывает не только преждевременное старение кожи человека и замедление вегетативного роста большинства растений, но и несмолкающие споры о своем влиянии на биосферу. Благодаря УФВ европейцы получают золотисто-коричневый цвет кожи во время летних отпусков. Чем ближе к границе с УФС (280 нм), тем смертоноснее лучи.

И, наконец, УФС – «жесткий» ультрафиолет с длиной волны от 200 до 280 нм. Есть мнение, что на некоторых стадиях развития жизни на Земле УФС весьма активно участвовал в создании ДНК, потому что спектр поглощения нуклеиновых кислот имеет пик в области 254 нм. Продемонстрировано это на рис. 1. Как видно из рисунка, с УФС связано не только начало жизни на Земле, но и, при некоторых условиях, её конец. В диапазоне УФС, на длине волны 254 нм, излучают стерилизаторы – ртутные ультрафиолетовые лампы низкого давления, применяемые только в медицине.

Итак, ультрафиолетовая солнечная радиация по степени воздействия на живые организмы делится на три вида:

  1. УФ-А (длина волны - 0,4–0,315 мкм) – наименее опасный для живого вещества вид ультрафиолетового излучения. До поверхности земли этих лучей доходит наибольшее количество.
  2. УФ-В (длина волны - 0,315–0,280 мкм) – доходит до земли лишь в небольших дозах.
  3. УФ-С (длина волны - 0,28–0,01 мкм) – наиболее опасный для живого вещества вид ультрафиолетовых лучей: даже в небольших дозах оказывает губительное воздействие на живые организмы. К счастью, УФ-С почти полностью поглощается озоновым слоем и до земли практически не доходит.

В целом воздействие УФ на человека можно свести к следующему:

  • распад белка; 
  • канцерогенное действие;
  • ослабление иммунной системы;
  • ожог или даже рак кожи;
  • глазные (катаракта) и инфекционные заболевания;
  • аллергические заболевания;
  • мутагенное действие.

Это была статья: Значение озонового слоя Земли – озоносферы. Воздействие ультрафиолетовых лучей Солнца на человека и другие живые организмы. Читайте далее: Разрушение и истощение озонового слоя Земли.


 

Статьи на тему "Озоновый слой Земли":

 



Наша группа ВКонтакте. Присоединяйтесь! Будем изучать планету вместе!

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

 

 

 

Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.


ФотоMIX

Наверх

wonderful-planet.ru Tic/PR Цена wonderful-planet.ru Яндекс.Метрика