Strat de ozon

În diferit straturi ale atmosferei  există un strat a cărui concentrație de ozon este cea mai mare de pe întreaga planetă. Acesta este așa-numitul strat de ozon. Această zonă situată în stratosferă la aproximativ 60 km deasupra nivelului mării are efectele necesare vieții pe planetă.

Odată cu emisia anumitor gaze dăunătoare în atmosferă de către oameni, acest strat a suferit o subțiere care i-a pus în pericol funcția pentru viața de pe planetă. Cu toate acestea, astăzi se pare că se recuperează. Vrei să știi ce funcție are stratul de ozon și cât de important este pentru oameni?

Gaz de ozon

Pentru a începe să cunoaștem ce funcție are stratul de ozon, trebuie mai întâi să cunoaștem proprietățile gazului care îl compune: gazul de ozon. Formula sa chimică este O3 și este forma alotropică a oxigenului, adică una dintre modalitățile în care poate fi găsit în natură.

Ozonul este un gaz care se descompune în oxigen obișnuit la temperaturi și presiuni obișnuite. În mod similar, eliberează un miros sulfuros penetrant, iar culoarea sa este albăstruie moale. Dacă ozonul ar fi la suprafața pământului ar fi toxic pentru plante și animale. Cu toate acestea, există în mod natural în stratul de ozon și fără acea concentrație ridicată a acestui gaz în stratosferă nu am putea ieși afară.

Rolul stratului de ozon

Ozonul este un important protector al vieții de pe suprafața Pământului. Acest lucru se datorează funcției sale de filtru protector împotriva radiațiilor ultraviolete de la Soare. Ozonul este responsabil de absorbția în principal a razelor Soarelui care se găsesc în lungimea de undă cuprinsă între 280 și 320 nm.

Când radiația ultravioletă de la Soare lovește ozonul, molecula se descompune în oxigen atomic și oxigen comun. Când oxigenul comun și atomul se întâlnesc din nou în stratosferă, acestea se reunesc pentru a forma o moleculă de ozon. Aceste reacții sunt constante în stratosferă și ozonul și oxigenul coexistă în același timp.

Caracteristicile chimice ale ozonului

Ozonul este un gaz care poate fi detectat în furtuni electrice și în apropierea echipamentelor de înaltă tensiune sau scântei. De exemplu, în mixere, când scânteile sunt produse prin contactul periilor, se produce ozon. Poate fi ușor recunoscut după miros.

Acest gaz se poate condensa și poate apărea ca un lichid albastru foarte instabil. Cu toate acestea, dacă îngheață va prezenta o culoare negru-violet. În aceste două stări, este o substanță foarte explozivă, având în vedere puterea sa mare de oxidare.

Când ozonul se descompune în clor, este capabil să oxideze majoritatea metalelor și, deși concentrația sa este foarte mică la suprafața pământului (doar aproximativ 20 ppb), este capabil să oxideze metalele.

Este mai greu și mai activ decât oxigenul. De asemenea, este mai oxidant, motiv pentru care este folosit ca dezinfectant și germicid, datorită oxidării bacteriilor pe care acest efect. A fost folosit pentru purificarea apei, distrugerea materiei organice sau a aerului din spitale, submarine etc.

Cum se generează ozonul în stratosferă?

Ozonul este produs în principal atunci când moleculele de oxigen sunt supuse unor cantități mari de energie. Când se întâmplă acest lucru, aceste molecule devin radicali liberi ai oxigenului atomic. Acest gaz este extrem de instabil, așa că atunci când întâlnește o altă moleculă comună de oxigen, se leagă pentru a forma ozon. Această reacție are loc la fiecare două secunde.

În acest caz, sursa de energie care supune oxigenul comun este radiația ultravioletă a soarelui. Radiațiile ultraviolete sunt cele care disociază oxigenul molecular în oxigenul atomic. Când moleculele de oxigen atomic și molecular se întâlnesc și formează ozon, acesta este distrus la rândul său de acțiunea radiației ultraviolete.

Stratul de ozon este continuu crearea și distrugerea moleculelor de ozon, oxigen molecular și oxigen atomic. În acest fel, se generează un echilibru dinamic în care ozonul este distrus și format. Acesta este modul în care ozonul acționează ca un filtru care nu permite ca radiațiile dăunătoare să treacă pe suprafața Pământului.

Stratul de ozon

Termenul „strat de ozon” în sine este în general înțeles greșit. Adică, conceptul este că la o anumită înălțime în stratosferă există o concentrație mare de ozon care acoperă și protejează Pământul. Mai mult sau mai puțin este reprezentat ca și cum cerul ar fi acoperit de un strat tulbure.

Cu toate acestea, nu este așa. Adevărul este că ozonul nu este concentrat într-un strat și nici nu este situat la o înălțime specifică, ci mai degrabă este un gaz rar care este foarte diluat în aer și care, în plus, apare de la sol până dincolo de stratosferă . Ceea ce numim „stratul de ozon” este o zonă a stratosferei în care concentrația moleculelor de ozon este relativ mare (câteva particule pe milion) și mult mai mare decât celelalte concentrații de ozon de la suprafață. Dar concentrația de ozon în comparație cu cea a altor gaze din atmosferă, cum ar fi azotul, este minusculă.

Dacă stratul de ozon ar dispărea, razele ultraviolete ale soarelui ar lovi direct suprafața pământului fără niciun fel de filtru și ar determina sterilizarea suprafeței, anihilând toată viața terestră. 

Concentrația de ozon gazos din stratul de ozon este de aproximativ 10 părți pe milion. Concentrația de ozon stratosferic variază în funcție de altitudine, dar nu este niciodată mai mare de o sută miimi din atmosfera în care se găsește. Ozonul este un gaz atât de rar încât, dacă într-o clipă ar fi să-l separăm de restul aerului și să-l atragem la sol, ar avea o grosime de doar 3 mm.

Distrugerea stratului de ozon

Stratul de ozon a început să se deterioreze încă din anii '70, când s-a văzut acțiunea nocivă pe care gazele de oxid de azot o au asupra sa. Aceste gaze au fost expulzate de avioane supersonice.

Oxidul de azot reacționează cu ozonul rezultând oxid nitric și oxigen comun. Deși acest lucru se întâmplă, acțiunea asupra stratului de ozon este minimă. Gazele care deteriorează cu adevărat stratul de ozon sunt CFC-uri (clorofluorocarburi). Aceste gaze sunt rezultatul utilizării substanțelor chimice sintetice.

Prima dată când s-a cunoscut epuizarea stratului de ozon a fost în 1977 în Antarctica. În 1985 a fost posibil să se măsoare că radiațiile ultraviolete nocive de la Soare au crescut de 10 ori și că stratul de ozon de peste Antarctica scăzuse cu 40%. De atunci a început să vorbească despre gaura de ozon.

Subțierea stratului de ozon a fost de mult timp un mister. Explicațiile legate de ciclurile solare sau de caracteristicile dinamice ale atmosferei par nefondate și astăzi pare dovedit că se datorează creșterii emisiilor de freon (clorofluorocarbon sau CFC), un gaz utilizat în industria aerosolilor, materiale plastice și circuite de refrigerare și aer condiționat.

CFC-urile sunt gaze foarte stabile în atmosferă, deoarece nu sunt nici toxice, nici inflamabile. Acest lucru le oferă o viață lungă, permițându-vă să distrugeți moleculele de ozon care vă stau în cale mult timp.

Dacă stratul de ozon ar fi distrus, creșterea radiației UV ar declanșa o serie catastrofală de reacții biologice, cum ar fi creșterea frecvenței bolilor infecțioase și a cancerului de piele.

Pe de altă parte, producția de gaze cu efect de seră (emise de la suprafața Pământului prin acțiunea în principal a omului) care generează așa-numitul "Efect de sera", va avea ca rezultat încălzirea globală cu schimbări regionale de temperatură, ceea ce va duce la o creștere a nivelului mării ca urmare, printre alți factori, a topirii treptate a maselor mari de gheață polară.

Este ca peștele care își mușcă coada. Cu cât este mai mare cantitatea de radiație solară care afectează suprafața pământului, cu atât este mai mare impactul asupra temperaturilor. Dacă adăugăm efectele încălzirii globale cauzate de efectul de seră crescut și de incidența mai mare a razelor UV de la Soare pe mase de gheață precum Antarctica, putem vedea că Pământul este scufundat într-o stare de supraîncălzire alimentată de toate acestea.

După cum puteți vedea, stratul de ozon este de o importanță vitală pentru viața pe planetă, atât pentru ființe umane, cât și pentru vegetație și animale. Menținerea stratului de ozon în stare bună este o prioritate și pentru aceasta, guvernele trebuie să continue să lucreze la interzicerea emisiilor de gaze care distrug ozonul.