Tầng bình lưu cách mặt đất bao nhiêu năm 2024

Tầng ozon nằm ở phía trên tầng đối lưu và đáy tầng bình lưu (cách mặt đất 20-30 km tùy vĩ độ). Tầng ozon có tác dụng như lá chắn, ngăn không cho tia tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống mặt đất, giúp bảo vệ sự sống trên trái đất. Nếu tầng ozon bị thủng, bức xạ cực tím sẽ gây ra bệnh ung thư da, hủy hoại mắt, phá hủy mùa màng do ngăn cản quá trình quang hợp của cây xanh,... Chất nào sau đây là một trong những tác nhân chính gây thủng tầng ozon?

1. CO2 và CH4

2. SO2 và NO2

3. Teflon (-CF2-CF2-)n

4. Freon (CFC)

Đáp án D

Giải: Freon (CFC) là một trong những tác nhân gây thủng tầng ozon do nó có thể phân hủy dưới xúc tác tia UV tạo ra Cl● gốc tự do là tác nhân oxh mạnh.

O3 + Cl● \(\rightarrow\) ClO● + O2

Phản ứng trên xảy ra theo dây chuyền vì gốc ClO● cũng có phản ứng tương tự, hậu quả là O3 bị phá hủy đáng kể gây thủng tầng ozon.

Khinh khí cầu chạy bằng năng lượng Mặt trời phát hiện những tiếng ồn kỳ lạ ở độ cao 21km so với bề mặt Trái đất. Các nhà khoa học chưa thể giải thích chúng.

Hình ảnh Trái đất chụp từ khinh khí cầu - Ảnh: YAHOO NEWS

Những tiếng ồn này được các thiết bị chuyên dụng của khinh khí cầu bay ở tầng bình lưu phát hiện. Chúng được gọi là hạ âm vì có âm vực thấp đến mức tai người không thể nghe thấy.

Tầng bình lưu nằm ngay trên tầng khí quyển của Trái đất, bắt đầu từ khoảng cách so với bề mặt Trái đất 14,5km và mở rộng lên đến độ cao khoảng 50km. Chúng chứa đầy ozone ngăn tia cực tím, là một nơi yên tĩnh, ít nhiễu loạn.

"Ở tầng bình lưu, những tín hiệu âm thanh bí ẩn xuất hiện vài lần mỗi giờ, nhưng nguồn gốc của những tín hiệu này hoàn toàn không được biết", trưởng nhóm điều tra Daniel Bowman, một nhà khoa học cấp cao tại Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia ở bang New Mexico (Mỹ), cho biết.

Hàng loạt âm thanh - bao gồm sấm sét, sóng biển, phóng tên lửa, thành phố, turbine gió và thậm chí cả máy bay, tàu hỏa và ô tô - khi được hạ âm, vẫn không thể giải thích được những âm thanh kỳ lạ trên.

Để lấy mẫu âm thanh của tầng bình lưu, Bowman và các đồng nghiệp của ông đã chế tạo một loạt khinh khí cầu bằng nhựa rộng 7m. Nhóm nghiên cứu đã buộc chặt chúng bằng các cảm biến siêu âm gọi là microbarometer và thêm bột than.

Đặc tính sẫm màu của than cho phép ánh sáng Mặt trời đốt nóng không khí bên trong quả bóng bay, làm cho khinh khí cầu bay lên. Năng lượng Mặt trời thụ động này đủ để đưa khinh khí cầu từ bề mặt Trái đất lên hơn 20km trên bầu trời.

Các nhà nghiên cứu đã gửi 50 khinh khí cầu lên bầu trời để lấy mẫu tiếng nổ và tiếng ầm ầm của tầng bình lưu.

Chính trong những chuyến bay này, các nhà nghiên cứu đã thu được âm thanh - những tiếng ầm ầm trầm, định kỳ mà tín hiệu không thể lần ra được.

Các nhà khoa học đang nghi ngờ những tiếng ồn bí ẩn này có thể là một dạng nhiễu loạn khí quyển chưa được phát hiện trước đó.

Cuộc điều tra của nhóm nghiên cứu về các âm thanh trong tầng bình lưu sẽ tiếp tục. Họ lần theo nhiều loại âm thanh hơn để tìm đến điểm gốc của chúng. Đồng thời nghiên cứu sự thay đổi của âm thanh qua các mùa và các khu vực khác nhau trên thế giới.

Những phát hiện của nhóm nghiên cứu được trình bày tại cuộc họp lần thứ 184 ngày 11-5 của Hiệp hội Âm học Mỹ ở Chicago.

Ngay cả với Nghị định thư Montreal để bảo vệ tầng ôzôn, tất cả chúng ta nên cố gắng tránh tiếp xúc quá nhiều với ánh nắng mặt trời để giảm nguy cơ mắc bệnh như ung thư da và đục thủy tinh thể do tiếp xúc quá nhiều với bức xạ UV-B. Nhưng nếu Nghị định thư Montreal không thành công thì sao? Làm thế nào những căn bệnh lớn đã bị ảnh hưởng bởi sự suy giảm tầng ôzôn không được kiểm soát trên thế giới không thể tránh khỏi này?

Ung thư da trong một thế giới không có Nghị định thư Montreal

Có mối liên hệ chặt chẽ giữa việc tiếp xúc quá nhiều với bức xạ UV và sự phát triển của ba dạng ung thư da phổ biến nhất (u hắc tố ác tính, ung thư biểu mô tế bào đáy và ung thư biểu mô tế bào vảy). Ngay cả bây giờ, với việc thực hiện thành công Nghị định thư Montreal, ung thư da là một trong những dạng ung thư phổ biến nhất, đặc biệt là ở những người da xanh xao [WHO5]. Hiểu được tỷ lệ mắc bệnh ung thư da sẽ tăng lên như thế nào khi sự suy giảm tầng ôzôn không kiểm soát được đến từ các mô hình máy tính trên thế giới đã tránh được. Các mô hình này kết hợp sự hiểu biết của chúng tôi về cách các chất làm suy giảm tầng ôzôn ảnh hưởng đến tầng ôzôn, sự thay đổi của ôzôn ảnh hưởng như thế nào đến bức xạ UV và cách bức xạ UV ảnh hưởng đến tỷ lệ mắc bệnh ung thư da. Ví dụ, một mô hình toàn cầu cho rằng đến năm 2030, việc thực hiện thành công Nghị định thư Montreal sẽ ngăn ngừa được khoảng hai triệu ca ung thư da mỗi năm. Một mô hình dài hạn hơn tập trung vào ảnh hưởng đến sức khỏe ở những người sinh ra ở Hoa Kỳ từ năm 1890 đến năm 2100. Mô hình này ước tính rằng việc bảo vệ tầng ôzôn sẽ ngăn ngừa được tổng cộng khoảng 443 triệu ca ung thư da và 2,3 triệu ca tử vong do ung thư da ở Hoa Kỳ một mình. Điều này bao gồm 8-10 triệu trường hợp u ác tính ác tính. Vì chưa có mô hình lâu dài được thế giới tránh cho bệnh ung thư da trên toàn cầu. Tuy nhiên, tất cả các mô hình hiện có đều dẫn đến cùng một kết luận. Sự suy giảm tầng ôzôn không được kiểm soát sẽ làm tăng đáng kể nguy cơ ung thư da trên toàn thế giới.

Bệnh về mắt trong một thế giới không có Nghị định thư Montreal

Tiếp xúc với mức độ bức xạ UV cao dẫn đến tăng nguy cơ đục thủy tinh thể. Tổ chức Y tế Thế giới đã coi đục thủy tinh thể là một bệnh mắt ưu tiên [WHO6]. Đục thủy tinh thể là nguyên nhân gây ra khoảng một nửa số ca mù trên toàn thế giới, tương đương với khoảng 20 triệu người vào năm 2010 [WHO6]. Hiện tại, một mô hình đục thủy tinh thể được thế giới tránh khỏi chỉ có ở Hoa Kỳ. Mô hình này chỉ ra rằng nếu không kiểm soát hiệu quả sự suy giảm tầng ôzôn sẽ dẫn đến gần 63 triệu ca đục thủy tinh thể bổ sung ở những người sinh ra ở Hoa Kỳ trong khoảng thời gian từ 1890 đến 2100.

Các ảnh hưởng sức khỏe khác trong một thế giới không có Nghị định thư Montreal

Cũng như ung thư da và đục thủy tinh thể, bức xạ UV có thể gây ra những ảnh hưởng sức khỏe khác. Những tác động này bao gồm việc sản xuất vitamin D trong da có lợi cho sức khỏe. Trong thế giới chúng ta đang sống hiện nay, với sự bảo vệ hiệu quả của tầng ôzôn, có sự cân bằng giữa tác động tích cực và tiêu cực của UV-B [WHO4]. Nếu chúng ta không bảo vệ được tầng ôzôn thì sự cân bằng đó sẽ bị đảo lộn đáng kể theo hướng tiêu cực, hơn hết là làm tăng nguy cơ ung thư da và đục thủy tinh thể. Bằng cách tránh những hậu quả tiêu cực này, Nghị định thư Montreal đã đóng góp một phần lớn vào sức khỏe và hạnh phúc, một trong những mục tiêu phát triển bền vững được tất cả các Quốc gia thành viên Liên hợp quốc thông qua vào năm 2015.

Thiệt hại đối với an ninh lương thực

Trong quá trình tiến hóa, động vật, thực vật và vi sinh vật đã phát triển các cơ chế cho phép chúng đối phó với sự thay đổi của bức xạ UV-B mà chúng trải qua trong môi trường bình thường, được bảo vệ bởi tầng ôzôn nguyên vẹn. Điều này bao gồm các loại thực vật và động vật mà tất cả chúng ta đều dựa vào để làm thức ăn. Cây trồng cần ánh sáng mặt trời để quang hợp, vì vậy không thể tránh tiếp xúc với UV-B. Họ đã phát triển các hệ thống làm giảm hoặc sửa chữa hư hỏng, bao gồm các sắc tố hoạt động như 'màn chắn nắng'. Đối với sức khỏe con người, có sự cân bằng giữa tác động tích cực và tiêu cực của UVB đối với thực vật. Sự suy giảm tầng ôzôn nếu không được kiểm soát sẽ làm thay đổi sự cân bằng này rất nhiều theo hướng tiêu cực. Việc tiếp xúc nhiều với bức xạ tia cực tím có thể làm hỏng chuỗi thức ăn thủy sản và gây hại trực tiếp cho động vật giáp xác và trứng cá. Kết quả là, sự suy giảm tầng ôzôn không được kiểm soát sẽ đe dọa đến nghề cá và các nguồn lợi thủy sản khác, những nguồn đóng góp đáng kể vào nguồn cung cấp lương thực toàn cầu. Tuy nhiên, không có mô hình 'thế giới tránh' để sản xuất lương thực. Có những con số 'công viên bóng' về mối quan hệ giữa sự suy giảm tầng ôzôn và sự phát triển của thực vật. Những điều này cho thấy rằng việc giảm 10% lượng ôzôn ở tầng bình lưu có thể làm giảm sản lượng của nhà máy khoảng 6%. Nếu mối quan hệ này phù hợp với tình trạng suy giảm tầng ôzôn rất nghiêm trọng được dự đoán trên thế giới thì sự suy giảm tầng ôzôn không được kiểm soát sẽ làm giảm đáng kể sản lượng cây trồng trên toàn cầu. Nhìn chung, mặc dù chúng ta chưa thể định lượng được thiệt hại trong sản xuất lương thực, nhưng rõ ràng là nếu không có sự suy giảm tầng ôzôn của Nghị định thư Montreal thì việc thực hiện mục tiêu phát triển bền vững không còn nạn đói ngày càng khó khăn hơn.

Thiệt hại cho môi trường

Cũng như sự suy giảm tầng ôzôn không được kiểm soát đe dọa sản xuất lương thực, nó cũng đe dọa thực vật, động vật và vi sinh vật trong các hệ sinh thái tự nhiên. Các hệ sinh thái đó cung cấp 'các dịch vụ hệ sinh thái' mà tất cả chúng ta đều dựa vào để có không khí sạch và nước sạch, cũng như để hấp thụ carbon dioxide cho bầu khí quyển.

Cuộc sống trên cạn

Giống như cây trồng, cây dại có thể đối phó với mức bức xạ UV-B hiện tại, nhưng sự phát triển của chúng có thể bị giảm do sự gia tăng lớn của UV-B. Hầu hết các loài động vật dường như cũng có thể tránh được tác hại của mức bức xạ UV-B hiện tại. Chúng ta không biết cơ chế bảo vệ động vật sẽ bị áp đảo bởi sự gia tăng UV-B chưa từng có trên thế giới có thể tránh được vào thời điểm nào. Mặc dù vậy, thiệt hại đối với thực vật sẽ làm giảm lượng thức ăn có sẵn cho động vật ăn cỏ, gây ra hậu quả cho toàn bộ lưới thức ăn.

Cuộc sống dưới nước

Đại dương là hệ sinh thái lớn nhất của Trái đất. Chúng chứa các vi sinh vật, động vật và thực vật cung cấp cho chúng ta một nửa lượng oxy chúng ta hít thở và phần lớn lượng thức ăn chúng ta ăn. Một đại dương khỏe mạnh là yếu tố sống còn đối với sự tồn tại của chúng ta. Trong các đại dương, hồ và sông UV-B có tác động tiêu cực đến nhiều khía cạnh khác nhau của sinh học của các sinh vật trên lưới thức ăn. Mặc dù không có mô hình 'thế giới tránh' cho các phản ứng của hệ sinh thái, nhưng sự gia tăng lớn của UV-B thì toàn bộ lưới thức ăn sẽ bị phá vỡ, đe dọa đa dạng sinh học và các dịch vụ hệ sinh thái.

Hệ sinh thái

Thông qua những tác động này lên hệ sinh thái, sự gia tăng UV-B trên quy mô lớn có thể làm thay đổi quá trình trao đổi carbon dioxide giữa khí quyển và sinh quyển. Bức xạ tia cực tím tăng lên cũng kích thích sự phân hủy của lá đang thối rữa và các chất hữu cơ khác. Cùng với đó, tác động của việc gia tăng UV-B sẽ làm giảm khả năng giữ carbon dioxide của hệ sinh thái, bao gồm cả carbon dioxide do các hoạt động của con người tạo ra. Theo cách này, sự suy giảm tầng ôzôn trên quy mô lớn sẽ làm trầm trọng thêm việc tích tụ carbon dioxide trong khí quyển gây ra biến đổi khí hậu. Thay đổi UV-B cũng làm thay đổi chu trình của nitơ và các hóa chất khác trong môi trường, có thể làm ô nhiễm không khí trầm trọng hơn.

Thiệt hại đối với vật liệu ngoài trời

Tiếp xúc với UV-B cũng làm hỏng các vật liệu tự nhiên và tổng hợp. Các vật liệu dễ bị tổn thương bao gồm gỗ, nhựa, cao su và thậm chí cả vật liệu được sử dụng trong một số tấm pin mặt trời. Những vật liệu này, được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà, nông nghiệp và các sản phẩm thương mại, đã được thiết kế để giảm thiểu thiệt hại do tia cực tím gây ra. Sự suy giảm trên quy mô lớn của tầng ôzôn gây ra sự tiếp xúc nhiều hơn với tia UV của mặt trời sẽ làm tăng thiệt hại này và làm suy yếu các vật liệu này. Điều này sẽ dẫn đến sự hư hỏng nhanh chóng hơn và cần phải có thêm lớp bảo vệ chống tia cực tím, làm tăng giá thành và giảm độ tin cậy của nhiều sản phẩm.

Giải pháp

Vào những năm 1980, cộng đồng toàn cầu đã quyết định làm điều gì đó để chống lại sự suy giảm tầng ôzôn. Với bằng chứng ngày càng tăng cho thấy CFC gây hại cho tầng ôzôn và hiểu biết về nhiều hậu quả của việc suy giảm không kiểm soát được, các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách đã thúc giục các quốc gia kiểm soát việc sử dụng CFC. Đáp lại, Công ước Viên về Bảo vệ Tầng Ôzôn đã được thông qua vào năm 1985, sau đó là Nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm Tầng Ôzôn năm 1987. Đây là những hiệp ước môi trường quốc tế đầu tiên được 198 quốc gia trên thế giới tán thành.