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Ad un’altitudine di circa 32 km (20 miglia) sopra la superficie terrestre, la stratosfera ospita una concentrazione stabile di circa 8 parti per milione di ozono. Questo scudo sottile e invisibile svolge un ruolo fondamentale assorbendo le radiazioni ultraviolette (UV) che altrimenti creerebbero condizioni ostili alla vita.
L'ozono (O₃) si forma quando un atomo di ossigeno libero si scontra con una molecola di ossigeno (O₂), un processo facilitato da una terza molecola per portare via l'energia in eccesso. La reazione può essere riassunta come:
O + O₂ + M → O₃ + M
Quando i fotoni UV colpiscono O₃, la molecola si divide in O₂ e un atomo di ossigeno libero. Alla giusta pressione, l'atomo di ossigeno liberato si ricombina rapidamente con un'altra molecola di O₂, sostenendo lo strato di ozono dove la formazione bilancia la distruzione.
La radiazione UV è una forma di energia elettromagnetica appena oltre la luce visibile, che inizia a circa 400 nm e si estende fino a 100 nm. È diviso in tre fasce:
I raggi UV a onde corte trasportano energia sufficiente per ionizzare atomi e molecole, rendendo i raggi UV‑C i più dannosi, seguiti dai raggi UV‑B e infine dai raggi UV‑A.
Poiché i livelli di energia elettronica dell’ozono si allineano con lo spettro UV, lo strato è eccezionalmente efficace nel filtrare le radiazioni nocive. I tassi di assorbimento tipici sono:
Queste cifre dipendono dalla densità di ozono locale. Le emissioni di clorofluorocarburi (CFC) e di altre sostanze che riducono lo strato di ozono spostano l’equilibrio verso la distruzione, assottigliando lo strato. La NASA avverte che un continuo declino potrebbe "sterilizzare la superficie terrestre" consentendo a una quantità eccessiva di raggi UV di raggiungere il pianeta.
Comprendere come lo strato di ozono mitiga l'esposizione ai raggi UV ne sottolinea il ruolo essenziale nella salvaguardia degli ecosistemi, della salute umana e dell'abitabilità complessiva del pianeta.
