यूवी का कितना प्रतिशत ओजोन अवशोषित करता है?

समताप मंडल में उच्च, पृथ्वी की सतह से लगभग 32 किलोमीटर (20 मील) ऊपर, ओजोन के प्रति मिलियन 8 भागों की एकाग्रता बनाए रखने के लिए स्थितियां बिल्कुल सही हैं। यह एक अच्छी बात है क्योंकि ओजोन पराबैंगनी विकिरण को दृढ़ता से अवशोषित करता है जो अन्यथा पृथ्वी पर जीवन के लिए दुर्गम परिस्थितियों का निर्माण करेगा। ओजोन परत के महत्व को समझने के लिए पहला कदम यह समझना है कि ओजोन पराबैंगनी विकिरण को कितनी अच्छी तरह अवशोषित करता है।

ओजोन का निर्माण तब होता है जब एक मुक्त ऑक्सीजन परमाणु एक ऑक्सीजन अणु से टकराता है। यह उससे थोड़ा अधिक जटिल है क्योंकि ओजोन बनाने वाली प्रतिक्रिया को आगे बढ़ाने के लिए एक और अणु को पड़ोस में होना चाहिए। एक ऑक्सीजन अणु में दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, और एक ओजोन अणु में तीन ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।

ओजोन अणु पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते हैं, और जब वे करते हैं तो वे दो-परमाणु ऑक्सीजन अणु और एक मुक्त ऑक्सीजन परमाणु में विभाजित हो जाते हैं। जब हवा का दबाव ठीक होता है, तो मुक्त ऑक्सीजन जल्दी से एक और ऑक्सीजन अणु ढूंढती है और एक और ओजोन अणु बनाती है।

ऊंचाई पर जहां ओजोन गठन की दर पराबैंगनी अवशोषण की दर से मेल खाती है, वहां एक स्थिर ओजोन परत होती है।

पराबैंगनी, या यूवी, विकिरण को अक्सर यूवी प्रकाश कहा जाता है क्योंकि यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप है जो दृश्य प्रकाश से थोड़ा अलग है। हालाँकि, यह मामूली अंतर बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यूवी प्रकाश के बंडलों में दृश्य प्रकाश की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है। यूवी स्पेक्ट्रम शुरू होता है जहां दृश्यमान स्पेक्ट्रम समाप्त होता है, जिसमें तरंग दैर्ध्य लगभग 400 नैनोमीटर (एक यार्ड के 400 अरबवें हिस्से से कम) होता है। यूवी स्पेक्ट्रम तरंग दैर्ध्य क्षेत्र को 100 नैनोमीटर तक कवर करता है। तरंगदैर्घ्य जितना छोटा होगा, विकिरण की ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। यूवी स्पेक्ट्रम को तीन क्षेत्रों में विभाजित किया गया है, जिन्हें यूवी-ए, यूवी-बी और यूवी-सी कहा जाता है। यूवी-ए 400 से 320 नैनोमीटर तक कवर करता है; यूवी-बी 280 नैनोमीटर तक नीचे जारी है; यूवी-सी में शेष 280 से 100 नैनोमीटर तक होता है।

प्रकाश और पदार्थ की परस्पर क्रिया ऊर्जा का आदान-प्रदान है। उदाहरण के लिए, एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन से छुटकारा पाने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा हो सकती है। एक तरह से यह उस अतिरिक्त ऊर्जा को डंप कर सकता है जो एक फोटॉन नामक प्रकाश के एक छोटे से बंडल का उत्सर्जन करता है। फोटॉन की ऊर्जा उस अतिरिक्त ऊर्जा से मेल खाती है जिससे इलेक्ट्रॉन छुटकारा पाता है। यह दूसरी तरफ भी काम करता है। यदि किसी फोटॉन की ऊर्जा इलेक्ट्रॉन द्वारा आवश्यक ऊर्जा से बिल्कुल मेल खाती है, तो फोटॉन उस ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन को दान कर सकता है। यदि फोटॉन में या तो बहुत अधिक या बहुत कम ऊर्जा होती है तो वह अवशोषित नहीं होगा।

पराबैंगनी प्रकाश में रेडियो, अवरक्त या दृश्य प्रकाश की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है। इसका मतलब यह है कि कुछ पराबैंगनी - विशेष रूप से छोटी तरंग दैर्ध्य - में इतनी ऊर्जा होती है कि वे इलेक्ट्रॉनों को अपने घर के परमाणुओं या अणुओं से दूर कर सकते हैं। यह एक प्रक्रिया है जिसे आयनीकरण कहा जाता है, और यही कारण है कि पराबैंगनी तरंगें खतरनाक होती हैं: वे इलेक्ट्रॉनों को आयनित करती हैं और अणुओं को नुकसान पहुंचाती हैं। यूवी-सी तरंगें सबसे खतरनाक हैं, फिर यूवी-बी और अंत में यूवी-ए आती हैं।

यह पता चला है कि ओजोन अणु में इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर पराबैंगनी स्पेक्ट्रम से मेल खाता है। ओजोन 99 प्रतिशत से अधिक यूवी-सी किरणों को अवशोषित करता है - स्पेक्ट्रम का सबसे खतरनाक हिस्सा। ओजोन यूवी-बी किरणों का लगभग 90 प्रतिशत अवशोषित करता है - लेकिन 10 प्रतिशत जो इसे बनाते हैं, सनबर्न को प्रेरित करने और त्वचा कैंसर को ट्रिगर करने में एक बड़ा कारक है। ओजोन यूवी-ए किरणों का लगभग 50 प्रतिशत अवशोषित करता है।

वे संख्याएं वायुमंडल में ओजोन के घनत्व पर निर्भर हैं। क्लोरोफ्लोरोकार्बन उत्सर्जन ओजोन निर्माण और विनाश के संतुलन को बदल देता है, इसे विनाश की ओर झुकाता है और समताप मंडल में ओजोन के घनत्व को कम करता है। यदि वह प्रवृत्ति अनिश्चित काल तक जारी रहती है, तो नासा बताता है कि परिणाम कितने गंभीर होंगे: "ओजोन के बिना, सूर्य की तीव्र यूवी विकिरण पृथ्वी की सतह को निर्जलित कर देगी।"