No alto da estratosfera, cerca de 32 quilômetros acima da superfície da Terra, as condições são perfeitas para manter uma concentração de 8 partes por milhão de ozônio. Isso é bom porque o ozônio absorve fortemente a radiação ultravioleta que, de outra forma, criaria condições inóspitas para a vida na Terra. O primeiro passo para entender a importância da camada de ozônio é compreender até que ponto o ozônio absorve a radiação ultravioleta.
A camada de ozônio
O ozônio é formado quando um átomo de oxigênio livre colide com uma molécula de oxigênio . É um pouco mais complicado do que isso, porque outra molécula precisa estar na vizinhança para empurrar a reação de formação do ozônio. Uma molécula de oxigênio consiste de dois átomos de oxigênio, e uma molécula de ozônio consiste de três átomos de oxigênio.
As moléculas de ozônio absorvem radiação ultravioleta e, quando o fazem, se dividem em uma molécula de oxigênio de dois átomos e um átomo de oxigênio livre . Quando a pressão do ar está correta, o oxigênio livre rapidamente encontrará outra molécula de oxigênio e produzirá outra molécula de ozônio.
Na altitude em que a taxa de formação de ozônio coincide com a taxa de absorção ultravioleta, existe uma Camada de ozono estável
Radiação ultravioleta
Radiação ultravioleta ou UV, é frequentemente chamada de luz UV porque é uma forma de radiação electromagnética apenas ligeiramente diferente da luz visível. Essa ligeira diferença é muito importante, porque os feixes de luz UV contêm mais energia do que a luz visível. O espectro de UV começa onde o espectro visível termina, com comprimentos de onda em torno de 400 nanômetros (menos de 400 bilionésimos de um metro). O espectro de UV cobre a região de comprimento de onda até 100 nanômetros. Quanto menor o comprimento de onda, maior a energia da radiação. O espectro de UV é dividido em três regiões, chamadas UV-A, UV-B e UV-C. Coberturas UV-A de 400 a 320 nanômetros; O UV-B continua até 280 nanômetros; UV-C contém o restante, de 280 a 100 nanômetros.
UV e matéria
A interação entre luz e matéria é uma troca de energia. Por exemplo, um elétron em um átomo pode ter energia extra para se livrar. Uma maneira de descarregar essa energia extra é emitindo um pequeno feixe de luz chamado de fóton. A energia do fóton corresponde à energia extra da qual o elétron se livra. Funciona ao contrário também. Se a energia de um fóton corresponde exatamente à energia necessária a um elétron, o fóton pode doar essa energia para o elétron. Se o fóton tiver muito ou pouca energia, ele não será absorvido.
A luz ultravioleta tem mais energia que a luz de rádio, infravermelha ou visível. Isso significa que alguns ultravioletas - especialmente os comprimentos de onda mais curtos - têm tanta energia que podem arrancar os elétrons de seus átomos ou moléculas domésticas. Esse é um processo chamado ionização, e é por isso que as ondas ultravioleta são perigosas: ionizam elétrons e danificam moléculas. Ondas UV-C são as mais perigosas, então vem UV-B e finalmente UV-A
Absorção de Ozônio
Acontece que os níveis de energia dos elétrons na molécula de ozônio combinam com os ultravioletas espectro. O ozônio absorve mais de 99% dos raios UV-C - a parte mais perigosa do espectro. O ozônio absorve cerca de 90% dos raios UV-B - mas os 10% que o atravessam são um grande fator na indução de queimaduras solares e no desencadeamento de câncer de pele. O ozônio absorve cerca de 50% dos raios UV-A.
Esses números dependem da densidade do ozônio na atmosfera. As emissões de clorofluorocarbonetos alteram o equilíbrio da criação e destruição do ozono, inclinando-o para a destruição e reduzindo a densidade do ozono na estratosfera. Se essa tendência continuar indefinidamente, a NASA explica a gravidade das consequências: "Sem o ozônio, a intensa radiação UV do Sol esterilizaria a superfície da Terra".
