Dưới tác dụng ánh sáng Mặt Trời bầu khí quyển có gì thay đổi?

Chúng ta đều biết bầu khí quyển quanh Trái Đất có nhiều tầng, trong đó có tầng ozon. Trong các tầng của khí quyển giữa các tầng trên và tầng dưới có nhiệt độ khác nhau rõ rệt. Giữa các khu vực khác nhau, nhiệt độ và thành phần của khí quyển cũng khác nhau. Vì sao vậy?

Nguyên nhân chính là do ảnh hưởng của các bức xạ Mặt Trời đối với bầu khí quyển quanh Trái Đất. Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất một năng lượng bức xạ khổng lồ. Khi tia sáng Mặt Trời xuyên qua tầng khí quyển làm cho các chất khí xảy ra nhiều biến đổi vật lý và hoá học. Ví dụ với tầng khí quyển cao hơn 50 km, do chịu tác dụng chiếu xạ mãnh liệt của các tia tử ngoại, nitơ và oxy sẽ xảy ra sự phân giải khác nhau. Ở độ cao 100km trở lên, các phân tử oxy hầu hết biến thành trạng thái nguyên tử. Do hiện tượng khuếch tán, các nguyên tử oxy sẽ va chạm với các phân tử ở tầng dưới, tạo thành phân tử ozon không màu nhưng có mùi hắc. Nồng độ của ozon tuỳ theo độ cao của tầng khí quyển. Thông thường ở các lớp không khí gần mặt đất, lượng khí ozon tương đối ít. Từ 10km trở lên, lượng ozon tăng dần. Ở độ cao trong vòng 20 - 25km, nồng độ ozon đạt giá trị cực đại, hình thành tầng ozon rõ rệt rồi giảm dần. Ở độ cao 60km trở lên nồng độ ozon sẽ hết sức bé. Ozon có khả năng hấp thụ lượng lớn tia tử ngoại trong ánh sáng Mặt Trời, giúp cho loài người và các sinh vật trên mặt đất không bị ảnh hưởng có hại của tia tử ngoại.

Có thể nói tầng ozon đã bảo vệ sự sống trên mặt đất. Theo dự tính của các nhà khoa học, khi lượng ozon giảm đi 10% thì người mắc bệnh ung thư da sẽ tăng gấp đôi.

Tầng ozon là do phần ánh sáng tử ngoại của Mặt Trời gây nên. Chính tầng ozon lại lọc và giữ lại phần lớn tia tử ngoại chiếu xuống mặt đất. Có thể nói đây là "kiệt tác" hết sức lý thú của tự nhiên. Nhưng vào năm 1985, các nhà khoa học đã phát hiện ở bầu trời Nam cực, lỗ thủng rất lớn trên tầng ozon, đây cũng lại là một “kiệt tác” của tia sáng Mặt Trời. Khi con người đã phát minh ra loại chất công tác tuyệt hảo cho các máy làm lạnh - hợp chất họ freon - đang rất vui mừng, thì các tia tử ngoại của ánh sáng Mặt Trời lại phân huỷ các phân tử freon vốn rất bền. Sau khi phân giải sẽ hình thành các nguyên tử clo là các sát thủ lợi hại của tầng ozon. Rất nhiều phân tử ozon sẽ bị lượng rất ít nguyên tử clo tạo phản ứng dây chuyền dồn dập biến thành phân tử oxy, vì vậy tầng ozon bị khoét thành lỗ thủng to lớn.

Ngoài việc phá thủng tầng ozon, tia sáng Mặt Trời còn gây nhiều tác dụng khác đối với các hợp chất trong khí quyển như: Tác dụng oxy hoá khử, tác dụng phân huỷ, phản ứng tạo hợp chất mới…

Ngoài ra với tầng khí quyển trong vòng 12km trở lại thuộc tầng đối lưu, do có các loại khí gây ô nhiễm xâm nhập vào tầng khí quyển như các khí thải của các nhà máy công nghiệp, khí thải ô tô, đã xảy ra các phản ứng hoá học phức tạp do tác dụng của ánh sáng Mặt Trời. Kết quả là đã sinh ra ozon, các anđehyt, mù axit sunfuric cùng các chất có hoạt tính khác.