Berapa Persen UV yang Diserap Ozon?

Tinggi di stratosfer, sekitar 32 kilometer (20 mil) di atas permukaan bumi, kondisinya tepat untuk mempertahankan konsentrasi 8 bagian per juta ozon. Itu hal yang baik karena ozon itu sangat menyerap radiasi ultraviolet yang sebaliknya akan menciptakan kondisi yang tidak ramah bagi kehidupan di Bumi. Langkah pertama untuk memahami pentingnya lapisan ozon adalah memahami seberapa baik ozon menyerap radiasi ultraviolet.

Ozon terbentuk ketika atom oksigen bebas bertabrakan dengan molekul oksigen. Ini sedikit lebih rumit dari itu karena molekul lain perlu berada di sekitar untuk mendorong reaksi pembentukan ozon. Molekul oksigen terdiri dari dua atom oksigen, dan molekul ozon terdiri dari tiga atom oksigen.

Molekul ozon menyerap radiasi ultraviolet, dan ketika mereka melakukannya mereka terpecah menjadi molekul oksigen dua atom dan atom oksigen bebas. Ketika tekanan udara tepat, oksigen bebas akan dengan cepat menemukan molekul oksigen lain dan membuat molekul ozon lain.

Pada ketinggian di mana laju pembentukan ozon sesuai dengan laju penyerapan ultraviolet, terdapat lapisan ozon yang stabil.

Radiasi ultraviolet, atau UV, sering disebut sinar UV karena merupakan bentuk radiasi elektromagnetik yang hanya sedikit berbeda dari cahaya tampak. Perbedaan kecil itu sangat penting, karena berkas sinar UV mengandung lebih banyak energi daripada cahaya tampak. Spektrum UV dimulai di mana spektrum yang terlihat berakhir, dengan panjang gelombang sekitar 400 nanometer (kurang dari 400 miliar yard). Spektrum UV mencakup wilayah panjang gelombang hingga 100 nanometer. Semakin pendek panjang gelombang, semakin tinggi energi radiasi. Spektrum UV dipecah menjadi tiga wilayah, yang disebut UV-A, UV-B dan UV-C. UV-A mencakup 400 hingga 320 nanometer; UV-B terus turun hingga 280 nanometer; UV-C mengandung sisanya, dari 280 hingga 100 nanometer.

Interaksi cahaya dan materi merupakan pertukaran energi. Misalnya, elektron dalam atom dapat memiliki energi ekstra untuk dihilangkan. Salah satu cara untuk membuang energi ekstra itu adalah dengan memancarkan seikat kecil cahaya yang disebut foton. Energi foton sesuai dengan energi ekstra yang dilepaskan elektron. Ia bekerja sebaliknya, juga. Jika energi foton sama persis dengan energi yang dibutuhkan oleh elektron, foton dapat menyumbangkan energi itu ke elektron. Jika foton memiliki terlalu banyak atau terlalu sedikit energi, foton tidak akan diserap.

Sinar ultraviolet memiliki lebih banyak energi daripada radio, inframerah atau cahaya tampak. Ini berarti bahwa beberapa ultraviolet -- terutama yang panjang gelombangnya lebih pendek -- memiliki begitu banyak energi sehingga dapat merobek elektron dari atom atau molekul asalnya. Itulah proses yang disebut ionisasi, dan itulah mengapa gelombang ultraviolet berbahaya: Mereka mengionisasi elektron dan merusak molekul. Gelombang UV-C adalah yang paling berbahaya, kemudian datanglah UV-B dan terakhir UV-A.

Ternyata tingkat energi elektron dalam molekul ozon sesuai dengan spektrum ultraviolet. Ozon menyerap lebih dari 99 persen sinar UV-C -- bagian spektrum yang paling berbahaya. Ozon menyerap sekitar 90 persen sinar UV-B -- tetapi 10 persen yang berhasil menembusnya merupakan faktor besar yang menyebabkan kulit terbakar dan memicu kanker kulit. Ozon menyerap sekitar 50 persen sinar UV-A.

Angka-angka itu tergantung pada kepadatan ozon di atmosfer. Emisi klorofluorokarbon mengubah keseimbangan penciptaan dan perusakan ozon, memiringkannya ke arah kehancuran dan mengurangi kepadatan ozon di stratosfer. Jika tren itu berlanjut tanpa batas waktu, NASA menjelaskan betapa serius konsekuensinya: "Tanpa ozon, radiasi UV matahari yang intens akan mensterilkan permukaan bumi."