Alti nella stratosfera, a circa 32 chilometri (20 miglia) sopra la superficie terrestre, le condizioni sono giuste per mantenere una concentrazione di 8 parti per milione di ozono. Questa è una buona cosa perché l'ozono assorbe fortemente la radiazione ultravioletta che altrimenti creerebbe condizioni inospitali per la vita sulla Terra. Il primo passo per comprendere l'importanza dello strato di ozono è comprendere quanto l'ozono assorba le radiazioni ultraviolette.

Lo strato di ozono

L'ozono si forma quando un atomo di ossigeno libero si scontra con una molecola di ossigeno . È un po 'più complicato di così perché un'altra molecola ha bisogno di essere nelle vicinanze per tipo di spingere la reazione di formazione dell'ozono. Una molecola di ossigeno è composta da due atomi di ossigeno e una molecola di ozono consiste di tre atomi di ossigeno.

Le molecole di ozono assorbono la radiazione ultravioletta e quando si dividono in una molecola di ossigeno a due atomi e un atomo di ossigeno libero . Quando la pressione dell'aria è giusta, l'ossigeno libero troverà rapidamente un'altra molecola di ossigeno e creerà un'altra molecola di ozono.

All'altitudine in cui il tasso di formazione dell'ozono corrisponde al tasso di assorbimento dell'ultravioletto, c'è un strato di ozono stabile.

Radiazione ultravioletta

Le radiazioni ultraviolette o UV vengono spesso chiamate luce UV perché sono una forma di radiazione elettromagnetica leggermente diversa dalla luce visibile. Questa leggera differenza è molto importante, però, perché i fasci di luce UV contengono più energia della luce visibile. Lo spettro UV inizia dove finisce lo spettro visibile, con lunghezze d'onda intorno ai 400 nanometri (meno di 400 miliardesimi di yard). Lo spettro UV copre la regione di lunghezza d'onda fino a 100 nanometri. Più breve è la lunghezza d'onda, maggiore è l'energia della radiazione. Lo spettro UV è suddiviso in tre regioni, chiamate UV-A, UV-B e UV-C. Coperture UV-A da 400 a 320 nanometri; UV-B continua fino a 280 nanometri; UV-C contiene il resto, da 280 a 100 nanometri.

UV and Matter

L'interazione tra luce e materia è uno scambio di energia. Ad esempio, un elettrone in un atomo può avere energia extra per sbarazzarsi di. Un modo in cui può scaricare quell'energia extra è emettere un piccolo fascio di luce chiamato fotone. L'energia del fotone corrisponde all'energia extra di cui l'elettrone si sbarazza. Funziona anche il contrario. Se l'energia di un fotone corrisponde esattamente all'energia richiesta da un elettrone, il fotone può donare quell'energia all'elettrone. Se il fotone ha troppa o poca energia, non sarà assorbito.

La luce ultravioletta ha più energia della radio, dell'infrarosso o della luce visibile. Ciò significa che alcuni ultravioletti - specialmente le lunghezze d'onda più corte - hanno così tanta energia da poter strappare gli elettroni lontano dai loro atomi o molecole di origine. Questo è un processo chiamato ionizzazione, ed è il motivo per cui le onde ultraviolette sono pericolose: ionizzano gli elettroni e danneggiano le molecole. Le onde UV-C sono le più pericolose, quindi arriva UV-B e infine UV-A.

Assorbimento di ozono

Si scopre che i livelli di energia degli elettroni nella molecola dell'ozono corrispondono all'ultravioletto spettro. L'ozono assorbe oltre il 99 percento dei raggi UV-C, la parte più pericolosa dello spettro. L'ozono assorbe circa il 90 percento dei raggi UV-B, ma il 10 percento che lo attraversa è un fattore determinante nell'indurre le scottature solari e innescare il cancro della pelle. L'ozono assorbe circa il 50 percento dei raggi UV-A.

Questi numeri dipendono dalla densità dell'ozono nell'atmosfera. Le emissioni di clorofluorocarburi modificano l'equilibrio tra creazione e distruzione dell'ozono, inclinandolo verso la distruzione e riducendo la densità dell'ozono nella stratosfera. Se questa tendenza dovesse continuare indefinitamente, la NASA spiega quanto gravi sarebbero le conseguenze: "Senza l'ozono, l'intensa radiazione UV del Sole sterilizzerebbe la superficie della Terra."