¿Cómo se forma la capa de ozono?

 

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La capa de ozono, es en sentido estricto un manto difuso del trioxígeno (molécula triatómica del oxígeno) que  se localiza en la estratosfera, aproximadamente de 15 a 50 km  sobre la superficie del planeta, alcanzando una concentración en el intervalo de los 300 - 500 Dobson (1 Dobson : 1 molécula por cada 10 moléculas). En términos de masa una 3 mil millones de toneladas de ozono se han acumulado en la estratosfera pero dado el volumen que ocupa, su concentración es realmente baja (no supera los 5 ppm, - partes por millón).

 

Su formación tiene como premisa el surgimiento de las primeras células fotosintéticas hace unos tres mil  millones que fueron aportando dioxígeno a los mares y a la atmósfera primitiva cambiando su composición de una atmósfera reductora (carente de dioxígeno), condicionante del desarrollo de organismos anaeróbicos, a una atmósfera oxidante que posibilitara la aparición y desarrollo, unos 570 millones de años atrás, de formas marinas de vida que obtuvieran energía mediante la respiración. Más de 170 millones de años debieron pasar aún para que se formara una capa de ozono estratosférica que absorbiera la radiación ultravioleta dura de los rayos solares. Gracias a este manto protector y al establecimiento en el planeta de condiciones climáticas favorables, aparecieron en tierra firme las primeras arañas y ácaros y luego, unas decenas de millones de años más tarde, los anfibios invadirían la tierra.

 

Si comparamos entonces la edad del planeta, estimada en unos 4 600 millones de años, con los 400 millones de años de existencia de la capa de ozono, a través de la parábola del día cósmico, el período de existencia de la capa de ozono representa las dos últimas horas del día planetario.  

 

La formación de ozono es un proceso fotoquímico que tiene lugar en la estratosfera.

En esta zona de la atmósfera entre 15 y 50 Km de altitud, la radiación ultravioleta solar produce la disociación de las moléculas de oxígeno en átomos de oxígeno en su estado fundamental (3P) que rápidamente se recombinan con moléculas de oxígeno no disociadas, en presencia de un tercer cuerpo, M, (que puede ser otra molécula de oxígeno o de nitrógeno) capaz de captar el excedente de energía,

O2 + hn ® 2 O(3P) (1)

O(3P) + O2 + M ® O3 + M

Este mecanismo reactivo es el responsable de que el ozono se encuentre en la estratosfera en relativamente altas concentraciones, del orden de los 300 a 500 Dobsons ( 1 Dobson = 1 molécula de ozono por cada 109 moléculas, o lo que es igual 0,3  a 0,5 ppm), definiendo una capa que en las latitudes polares se encuentra a una altura entre los 16 – 18 Km y sobre el ecuador a aproximadamente 25 Km.

 

En la secuencia de imágenes se pretende representar la producción de ozono  a través de la fotólisis del  dioxígeno molecular. Existe una disociación molecular de oxígeno (O2) en átomos simples de este (O). Este proceso es producido por la absorción de la energía asociada a la radiación de luz ultravioleta (UV) del espectro solar. Luego, estos átomos simples (O) al unirse con una molécula de oxígeno (O2) forman ozono (O3).

creozono.gif (6651 bytes)               wpe1.jpg (5278 bytes)

wpe2.jpg (8693 bytes)              wpe3.jpg (5841 bytes)

 

La regeneración del ozono es muy importante, sin la cual el Agujero Antártico no sería un fenómeno cíclico. Gracias a la formación de ozono, los niveles sobre la Antártica se normalizan entre fines de diciembre y fines de julio.


Reference:

The Green LaneTM, Environment Canada's World Wide Web site (2005):

Stratospheric Ozone: Understanding Stratospheric Ozone.

http://www.ec.gc.ca/ozone/en/uo/index.cfm?intCat=18



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