სტრატოსფეროში მაღლა, დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 32 კილომეტრზე (20 მილი), პირობები სწორია 8 მილიონ ოზონზე 8 ნაწილის კონცენტრაციის შესანარჩუნებლად. ეს კარგია, რადგან ეს ოზონი ძლიერ შთანთქავს ულტრაიისფერ გამოსხივებას, რაც სხვაგვარად შექმნის პირობებს დედამიწაზე სიცოცხლისთვის არასასურველი. პირველი ნაბიჯი ოზონის შრის მნიშვნელობის გასაგებად არის იმის გაგება, თუ რამდენად კარგად შთანთქავს ოზონი ულტრაიისფერ გამოსხივებას.
Ოზონის შრე
ოზონი წარმოიქმნება, როდესაც თავისუფალი ჟანგბადის ატომი ეჯახება ჟანგბადის მოლეკულას. ეს ცოტა უფრო რთულია, ვიდრე ეს, რადგან სხვა მოლეკულა უნდა იყოს სამეზობლოში, რათა ერთგვარი ოზონის წარმომქმნელი რეაქცია მოხდეს. ჟანგბადის მოლეკულა შედგება ჟანგბადის ორი ატომისგან, ხოლო ოზონის მოლეკულა სამი ჟანგბადის ატომისგან.
ოზონის მოლეკულები შთანთქავენ ულტრაიისფერ გამოსხივებას, და როდესაც ისინი იშლებიან, ისინი იყოფიან ორ ატომურ ჟანგბადის მოლეკულად და თავისუფალ ჟანგბადის ატომად. როდესაც ჰაერის წნევა სწორად იქნება, თავისუფალი ჟანგბადი სწრაფად იპოვის ჟანგბადის სხვა მოლეკულას და შექმნის სხვა ოზონის მოლეკულას.
იმ სიმაღლეზე, სადაც ოზონის წარმოქმნის სიჩქარე ემთხვევა ულტრაიისფერი შთანთქმის სიჩქარეს, არსებობს სტაბილური ოზონის შრე.
Ულტრაიისფერი გამოსხივება
ულტრაიისფერ, ან ულტრაიისფერი დასხივებას ხშირად უწოდებენ UV სინათლეს, რადგან ეს არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ფორმა, რომელიც მხოლოდ ოდნავ განსხვავდება ხილული სინათლისგან. ეს მცირე განსხვავება ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან UV სინათლის კონა შეიცავს უფრო მეტ ენერგიას, ვიდრე ხილული სინათლე. UV სპექტრი იწყება იქ, სადაც ხილული სპექტრი მთავრდება, ტალღის სიგრძით 400 ნანომეტრით (ეზოდან 400 მილიარდერიანზე ნაკლები). UV სპექტრი მოიცავს ტალღის სიგრძის რეგიონს 100 ნანომეტრამდე. რაც უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე, მით უფრო მაღალია გამოსხივების ენერგია. UV სპექტრი იყოფა სამ რეგიონად, რომლებსაც უწოდებენ UV-A, UV-B და UV-C. UV-A მოიცავს 400-დან 320 ნანომეტრს; UV-B გრძელდება 280 ნანომეტრამდე; UV-C შეიცავს დანარჩენ ნაწილს, 280-დან 100 ნანომეტრამდე.
UV და მატერია
სინათლისა და მატერიის ურთიერთქმედება ენერგიის გაცვლაა. მაგალითად, ატომში არსებულ ელექტრონს შეიძლება ჰქონდეს დამატებითი ენერგია, რომ თავი დაეღწია. დამატებითი ენერგიის გადაყრის ერთ-ერთი გზაა მსუბუქი პაკეტის გამოსხივება, რომელსაც უწოდებენ ფოტონს. ფოტონის ენერგია ემთხვევა დამატებით ენერგიას, რომლისგან ელექტრონი იშორებს. ის პირიქითაც მუშაობს. თუ ფოტონის ენერგია ზუსტად ემთხვევა ელექტრონისთვის საჭირო ენერგიას, ფოტონს შეუძლია ეს ენერგია ელექტრონს გადასცეს. თუ ფოტონს აქვს ძალიან ან ძალიან მცირე ენერგია, ის არ შეიწოვება.
ულტრაიისფერ სინათლეს უფრო მეტი ენერგია აქვს, ვიდრე რადიო, ინფრაწითელი ან ხილული სინათლე. ეს ნიშნავს, რომ ზოგიერთ ულტრაიისფერში - განსაკუთრებით მოკლე ტალღის სიგრძეზე - იმდენი ენერგიაა, რომ ელექტრონებს დააკოპირონ თავიანთი ატომებიდან ან მოლეკულებიდან. ეს არის პროცესი, რომელსაც უწოდებენ იონიზაციას და ამიტომ არის საშიში ულტრაიისფერი ტალღები: ისინი ახდენენ ელექტრონების იონიზაციას და აზიანებენ მოლეკულებს. UV-C ტალღები ყველაზე საშიშია, შემდეგ მოდის UV-B და ბოლოს UV-A.
ოზონის შეწოვა
გამოდის, რომ ელექტრონის ენერგიის დონე ოზონის მოლეკულაში ემთხვევა ულტრაიისფერ სპექტრს. ოზონი შთანთქავს UV-C სხივების 99 პროცენტზე მეტს - სპექტრის ყველაზე საშიშ ნაწილს. ოზონი შთანთქავს UV-B სხივების დაახლოებით 90 პროცენტს - მაგრამ 10 პროცენტი, რომელიც მას გამოყოფს, მზის დამწვრობის გამოწვევისა და კანის კიბოს გამომწვევი დიდი ფაქტორია. ოზონი შთანთქავს UV-A სხივების დაახლოებით 50 პროცენტს.
ეს რიცხვები დამოკიდებულია ოზონის სიმკვრივეზე ატმოსფეროში. ქლოროფლორკარბონის გამონაბოლქვი ცვლის ოზონის შექმნისა და განადგურების ბალანსს, მიდრეკილია იგი განადგურებისკენ და ამცირებს ოზონის სიმკვრივეს სტრატოსფეროში. თუ ეს ტენდენცია განუსაზღვრელი ვადით გაგრძელდება, NASA განმარტავს, თუ რამდენად სერიოზული შედეგები მოჰყვება მას: ”ოზონის გარეშე, მზის ინტენსიური ულტრაიისფერი გამოსხივება ანადგურებს დედამიწის ზედაპირს”.
