Capa de ozono

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Agujero en la capa de ozono 2008.jpg
Esquema de la distribución de ozono en la atmósfera. El pico superior corresponde a lo que llamamos capa de ozono.

Se denomina capa de ozono, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta[1] de ozono. Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 50 km de altitud, reúne el 90 % del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97 % al 99 % de la radiación ultravioleta de alta frecuencia.

La capa de ozono fue descubierta en 1913 por los físicos franceses Charles Fabry y Henri Buisson. Sus propiedades fueron examinadas en detalle por el meteorólogo británico G.M.B. Dobson, quien desarrolló un sencillo espectrofotómetro que podía ser usado para medir el ozono estratosférico desde la superficie terrestre. Entre 1928 y 1958 Dobson estableció una red mundial de estaciones de monitoreo de ozono, las cuales continúan operando en la actualidad. La Unidad Dobson, una unidad de medición de la cantidad de ozono, fue nombrada en su honor.

Origen del ozono[editar]

El ozono es la forma alotrópica del oxígeno, que solo está estable en determinadas condiciones de presión y temperatura. Es un gas compuesto por tres átomos de oxígeno (O_3).

Los mecanismos fotoquímicos que se producen en la capa de ozono fueron investigados por el físico británico Sydney Chapman en 1930. La formación del ozono de la estratosfera terrestre es catalizada por los fotones de luz ultravioleta que al interaccionar con las moléculas de oxígeno gaseoso, que está constituida por dos átomos de oxígeno (O_2), las separa en los átomos de oxígeno (oxígeno atómico) constituyente. El oxígeno atómico se combina con aquellas moléculas de O_2 que aún permanecen sin disociar formando, de esta manera, moléculas de ozono, O_3.

La concentración de ozono es mayor entre los 15 y 40 km, con un valor de 2-8 partículas por millón, en la zona conocida como capa de ozono. Si todo ese ozono fuese comprimido a la presión del aire al nivel del mar, esta capa tendría solo 3 milímetros de espesor.

El ozono actúa como filtro, o escudo protector, de las radiaciones nocivas, y de alta energía, que llegan a la Tierra permitiendo que pasen otras como la ultravioleta de onda larga, que de esta forma llega a la superficie. Esta radiación ultravioleta es la que permite la vida en el planeta, ya que es la que permite que se realice la fotosíntesis del reino vegetal, que se encuentra en la base de la pirámide trófica.

Al margen de la capa de ozono, mencionemos que el 10 % de ozono restante está contenido en la troposfera, es peligroso para los seres vivos por su fuerte carácter oxidante. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado smog fotoquímico. El origen de este ozono se explica en un 10 % como procedente de ozono transportado desde la estratosfera y el resto es creado a partir de diversos mecanismos, como el producido por las tormentas eléctricas que ionizan el aire y lo hacen, muy brevemente, buen conductor de la electricidad: pueden verse algunas veces dos relámpagos consecutivos que siguen aproximadamente la misma trayectoria.

Lo cierto que para 2013, los peligros de la exposición a los rayos del Sol sin la protección del ozono, llegaron al mundo subacuático y provocaron que las especies que habitan en la Gran Barrera de Coral de Australia sufran cáncer de piel.[2]

El equilibrio dinámico del ozono[editar]

Ciclo del Ozono.

El ozono se produce mediante la siguiente reacción:

O_2 + h\nu \rightarrow  O + O[3]
O + O_2 \rightarrow O_3

Es decir, el oxígeno molecular que se encuentra en las capas altas de la atmósfera es bombardeado por la radiación solar. Del amplio espectro de radiación incidente una determinada fracción de fotones cumple los requisitos energéticos necesarios para catalizar la rotura del doble enlace de los átomos de oxígeno de la molécula de oxígeno molecular.

Posteriormente, la radiación solar convierte una molécula de ozono en una de oxígeno diatómico y un átomo de oxígeno sin enlazar:

O_3 + h\nu \rightarrow O_2 + O

Durante la fase oscura, (la noche de una determinada región del planeta) el oxígeno monoatómico, que es altamente reactivo, se combina con el ozono de la ozonosfera para formar una molécula de oxígeno biatómico:

O_3 + O \rightarrow 2O_2

Para mantener constante la capa de ozono en la estratosfera esta reacción fotoquímica debe hacerse en perfecto equilibrio, pero estas reacciones son fácilmente perturbables por moléculas, como los compuestos clorados (como los clorofluorocarbonos[4] ) y los compuestos bromurados.

Problemas en la capa de ozono[editar]

Promedio mensual Global de O_3.

El seguimiento observacional de la capa de ozono, llevado a cabo en los últimos años, ha llegado a la conclusión de que dicha capa puede considerarse seriamente amenazada. Este es el motivo principal por el que se reunió la Asamblea General de las Naciones Unidas el 16 de septiembre de 1987, firmando el Protocolo de Montreal. En 1994, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó el día 16 de septiembre como el Día Internacional para la Preservación de la Capa de Ozono.[5]

El desgaste grave de la capa de ozono provocará el aumento de los casos de melanomas (cáncer) de piel, de cataratas oculares, supresión del sistema inmunitario en humanos y en otras especies. También afectará a los cultivos sensibles a la radiación ultravioleta.

Para preservar la capa de ozono hay que disminuir a cero el uso de compuestos químicos como los clorofluorocarbonos (refrigerantes industriales, propelentes), y fungicidas de suelo (como el bromuro de metilo) (Argentina, 900 toneladas/año[6] ) que destruyen la capa de ozono a un ritmo 50 veces superior a los CFC.

Esperanzas de solución[editar]

“Los niveles atmosféricos de clorofluorocarbonos (CFC) por fin han comenzado a descender”, informa la revista ECOS, publicada por la institución australiana Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization . Esos compuestos químicos de la atmósfera dañan la capa de ozono que protege nuestro planeta. Durante más de cincuenta años, el número de CFC presentes en la parte alta de la atmósfera ha aumentado a un ritmo constante hasta el año 2000. Desde entonces, la concentración de CFC se ha “reducido a razón de casi un 1 % anual”, afirma la revista. Según el informe, el descenso “permite esperar que el agujero de la capa de ozono pueda cerrarse a mediados de siglo”. No obstante, estos productos todavía causan daño. “A pesar del descenso, el agujero de la Antártida en el año 2005 ha alcanzado una extensión de casi 29.000.000 de kilómetros cuadrados, más de tres veces el tamaño de Australia”, dice el mismo informe.

Véase también[editar]

Notas[editar]

  1. Se estima que la concentración de ozono en la ozonosfera es de algunas partículas por millón. Dicha concentración puede parecer muy pequeña en términos absolutos, sin embargo, en términos relativos es mucho más alta que las concentraciones que se presentan en la atmósfera baja, aunque bastante pequeña comparada con la concentración de los principales componentes de la atmósfera.
  2. http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0041989
  3. h\nu es la energía del fotón que inicia la reacción
  4. Los más comunes son CFCl_3 (freón 11), CF_2Cl_2 (freón 12), C_2F_3Cl_3 (freón 113) y C_2F_4Cl_4 (freón 114).
  5. Resolución 49/114 de la Asamblea General de las Naciones Unidas designando el 16 de septiembre como Día Internacional para la Preservación de la Capa de Ozono
  6. INTA Balcarce - Sobre el bromuro de metilo y su eliminación
Capas de la atmósfera terrestre
Termosfera - (Mesopausa) - Mesosfera - (Estratopausa) - Estratosfera - (Tropopausa) - Troposfera
Véase también: Ionosfera, Exosfera, Cinturones de Van Allen, Magnetosfera.

Enlaces externos[editar]