Strato di ozono

Nel diverso strati dell'atmosfera  c'è uno strato la cui concentrazione di ozono è la più alta dell'intero pianeta. Questo è il cosiddetto strato di ozono. Questa zona si trova nella stratosfera a circa 60 km sul livello del mare ha effetti necessari per la vita sul pianeta.

Con l'emissione di alcuni gas nocivi nell'atmosfera da parte dell'uomo, questo strato ha subito un assottigliamento che ne ha compromesso la funzione per la vita sul pianeta. Tuttavia, oggi sembra essere in ripresa. Vuoi sapere quale funzione ha lo strato di ozono e quanto è importante per l'uomo?

Gas ozono

Per iniziare a sapere quale funzione ha lo strato di ozono, dobbiamo prima conoscere le proprietà del gas che lo compone: il gas ozono. La sua formula chimica è O3, ed è la forma allotropica dell'ossigeno, cioè una delle modalità in cui si trova in natura.

L'ozono è un gas che si decompone in ossigeno ordinario a temperature e pressioni normali. Emana inoltre un penetrante odore solforoso e la sua colorazione è tenue bluastra. Se l'ozono fosse sulla superficie terrestre sarebbe tossico per piante e animali. Tuttavia, esiste naturalmente nello strato di ozono e senza questa alta concentrazione di questo gas nella stratosfera non saremmo in grado di uscire.

Ruolo dello strato di ozono

L'ozono è un importante protettore della vita sulla superficie terrestre. Ciò è dovuto alla sua funzione di filtro protettivo contro le radiazioni ultraviolette del Sole. L'ozono è responsabile dell'assorbimento principalmente dei raggi solari che si trovano la lunghezza d'onda compresa tra 280 e 320 nm.

Quando la radiazione ultravioletta del Sole colpisce l'ozono, la molecola si scompone in ossigeno atomico e ossigeno comune. Quando l'ossigeno comune e quello atomico si incontrano di nuovo nella stratosfera, si ricongiungono per formare una molecola di ozono. Queste reazioni sono costanti nella stratosfera e l'ozono e l'ossigeno coesistono contemporaneamente.

Caratteristiche chimiche dell'ozono

L'ozono è un gas che può essere rilevato durante temporali e vicino ad apparecchiature ad alta tensione o scintille. Ad esempio, nei miscelatori, quando vengono prodotte scintille dal contatto delle spazzole, si produce ozono. Può essere facilmente riconosciuto dall'odore.

Questo gas può condensare e apparire come un liquido blu molto instabile. Tuttavia, se si congela, presenterà un colore nero-viola. In questi due stati è una sostanza molto esplosiva dato il suo grande potere ossidante.

Quando l'ozono si decompone in cloro, è in grado di ossidare la maggior parte dei metalli e, sebbene la sua concentrazione sia molto piccola sulla superficie terrestre (solo circa 20 ppb), è in grado di ossidare i metalli.

È più pesante e più attivo dell'ossigeno. È anche più ossidante, motivo per cui viene utilizzato come disinfettante e germicida, a causa dell'ossidazione dei batteri che questo effetto. È stato utilizzato per purificare l'acqua, distruggere la materia organica o l'aria negli ospedali, nei sottomarini, ecc.

Come viene generato l'ozono nella stratosfera?

L'ozono viene prodotto principalmente quando le molecole di ossigeno sono soggette a grandi quantità di energia. Quando ciò accade, queste molecole diventano radicali liberi dell'ossigeno atomico. Questo gas è estremamente instabile, quindi quando incontra un'altra comune molecola di ossigeno, si lega per formare ozono. Questa reazione si verifica ogni due secondi circa.

In questo caso, la fonte di energia che sottopone il comune ossigeno è radiazioni ultraviolette del sole. La radiazione ultravioletta è ciò che dissocia l'ossigeno molecolare in ossigeno atomico. Quando le molecole di ossigeno atomico e molecolare si incontrano e formano ozono, questo viene a sua volta distrutto dall'azione della stessa radiazione ultravioletta.

Lo strato di ozono è continuo creare e distruggere le molecole di ozono, ossigeno molecolare e ossigeno atomico. In questo modo si genera un equilibrio dinamico in cui l'ozono viene distrutto e formato. È così che l'ozono agisce come un filtro che non lascia passare questa radiazione nociva sulla superficie della Terra.

Lo strato di ozono

Il termine stesso "strato di ozono" è generalmente frainteso. Cioè, il concetto è che a una certa altezza nella stratosfera c'è un'alta concentrazione di ozono che copre e protegge la Terra. Più o meno è rappresentato come se il cielo fosse ricoperto da uno strato nuvoloso.

Tuttavia, non è così. La verità è che l'ozono non è concentrato in uno strato, né si trova ad un'altezza specifica, ma piuttosto è un gas scarso che è altamente diluito nell'aria e che, inoltre, appare dal suolo oltre la stratosfera. Quello che chiamiamo "strato di ozono" è un'area della stratosfera in cui si concentrano le molecole di ozono è relativamente alto (poche particelle per milione) e molto superiori alle altre concentrazioni di ozono sulla superficie. Ma la concentrazione di ozono rispetto a quella di altri gas nell'atmosfera come l'azoto, è minuscola.

Se lo strato di ozono scomparisse, i raggi ultravioletti del sole colpirebbero direttamente la superficie terrestre senza alcun tipo di filtro e causerebbero la sterilizzazione della superficie, annichilendo tutta la vita terrestre. 

La concentrazione del gas ozono nello strato di ozono è di circa 10 parti per milione. La concentrazione di ozono stratosferico varia con l'altitudine, ma non è mai superiore al centomillesimo dell'atmosfera in cui si trova. L'ozono è un gas così scarso che, se in un attimo lo separassimo dal resto dell'aria e lo attirassimo a terra, avrebbe uno spessore di soli 3 mm.

Distruzione dello strato di ozono

Lo strato di ozono ha iniziato a deteriorarsi negli anni '70, quando si è vista l'azione dannosa che i gas di ossido di azoto hanno su di esso. Questi gas sono stati espulsi da aerei supersonici.

Il protossido di azoto reagisce con l'ozono producendo ossido nitrico e ossigeno comune. Sebbene ciò accada, l'azione sullo strato di ozono è minima. I gas che danneggiano davvero lo strato di ozono sono i CFC (clorofluorocarburi). Questi gas sono il risultato dell'uso di sostanze chimiche sintetiche.

La prima volta che la nozione di impoverimento dello strato di ozono fu conosciuta fu nel 1977 in Antartide. Nel 1985 è stato possibile misurare che la radiazione ultravioletta nociva del Sole era aumentata di 10 volte e che lo strato di ozono sopra l'Antartide era diminuito del 40%. Da lì è stato quando si è cominciato a parlare del buco dell'ozono.

L'assottigliamento dello strato di ozono è stato a lungo un mistero. Le spiegazioni relative ai cicli solari o alle caratteristiche dinamiche dell'atmosfera sembrano infondate e oggi sembra dimostrato che sia dovuto all'aumento delle emissioni di freon (Clorofluorocarburo o CFC), un gas utilizzato nell'industria aerosol, plastica e circuiti di refrigerazione e condizionamento.

I CFC sono gas molto stabili nell'atmosfera, poiché non sono né tossici né infiammabili. Questo dà loro una lunga vita, permettendoti di distruggere le molecole di ozono che sono sulla tua strada per molto tempo.

Se lo strato di ozono venisse distrutto, l'aumento della radiazione UV innescherebbe una serie catastrofica di reazioni biologiche come l'aumento della frequenza delle malattie infettive e del cancro della pelle.

D'altra parte, la produzione di gas serra (emessi dalla superficie terrestre per azione principalmente dell'uomo) che generano i cosiddetti "Effetto serra", si tradurrà in un riscaldamento globale con cambiamenti regionali della temperatura, che porterà ad un innalzamento del livello del mare come risultato, tra gli altri fattori, del graduale scioglimento di grandi masse di ghiaccio polare.

È come il pesce che si morde la coda. Maggiore è la quantità di radiazione solare che colpisce la superficie terrestre, maggiore è l'impatto sulle temperature. Se aggiungiamo gli effetti del riscaldamento globale causati dall'aumento dell'effetto serra e dalla maggiore incidenza dei raggi UV del Sole su masse di ghiaccio come l'Antartide, possiamo vedere che la Terra è sommersa in uno stato di surriscaldamento alimentato da tutto ciò.

Come puoi vedere, lo strato di ozono è di vitale importanza per la vita sul pianeta, sia per gli esseri umani, sia per la vegetazione e gli animali. Mantenere lo strato di ozono in buone condizioni è una priorità e per questo i governi devono continuare a lavorare sul divieto delle emissioni di gas che distruggono l'ozono.