Hvor stor prosent av UV absorberer ozon?

Høyt i stratosfæren, omtrent 32 kilometer (20 miles) over jordoverflaten, er forholdene helt riktige for å opprettholde en konsentrasjon på 8 deler per million ozon. Det er bra fordi ozon absorberer sterkt ultrafiolett stråling som ellers ville skape forhold ugjestmilde for liv på jorden. Det første trinnet for å forstå viktigheten av ozonlaget er å forstå hvor godt ozon absorberer ultrafiolett stråling.

Ozon dannes når et fritt oksygenatom kolliderer med et oksygenmolekyl. Det er litt mer komplisert enn det fordi et annet molekyl må være i nabolaget for å presse den ozondannende reaksjonen sammen. Et oksygenmolekyl består av to oksygenatomer, og et ozonmolekyl består av tre oksygenatomer.

Ozonmolekyler absorberer ultrafiolett stråling, og når de gjør det, deles de opp i et oksygenmolekyl med to atomer og et fritt oksygenatom. Når lufttrykket er helt riktig, vil det frie oksygen raskt finne et annet oksygenmolekyl og lage et nytt ozonmolekyl.

I høyden hvor ozondannelseshastigheten samsvarer med hastigheten for ultrafiolett absorpsjon, er det et stabilt ozonlag.

Ultrafiolett eller UV-stråling kalles ofte UV-lys fordi det er en form for elektromagnetisk stråling som bare er litt annerledes enn synlig lys. Den lille forskjellen er imidlertid veldig viktig fordi bunter av UV-lys inneholder mer energi enn synlig lys. UV-spekteret begynner der det synlige spekteret slutter, med bølgelengder rundt 400 nanometer (mindre enn 400 milliarddeler av en yard). UV-spekteret dekker bølgelengdeområdet ned til 100 nanometer. Jo kortere bølgelengde, jo høyere er strålingsenergien. UV-spekteret er delt inn i tre regioner, kalt UV-A, UV-B og UV-C. UV-A dekker fra 400 til 320 nanometer; UV-B fortsetter ned til 280 nanometer; UV-C inneholder resten, fra 280 til 100 nanometer.

Samspillet mellom lys og materie er en utveksling av energi. For eksempel kan et elektron i et atom ha ekstra energi å bli kvitt. En måte den kan dumpe den ekstra energien på er ved å avgi en liten bunt med lys som kalles foton. Fotonens energi samsvarer med den ekstra energien elektronet blir kvitt. Det fungerer også omvendt. Hvis energien til et foton nøyaktig samsvarer med energien som trengs av et elektron, kan fotonet donere den energien til elektronet. Hvis fotonet enten har for mye eller for lite energi, blir det ikke absorbert.

Ultrafiolett lys har mer energi enn radio, infrarødt eller synlig lys. Dette betyr at noen ultrafiolette - spesielt de kortere bølgelengdene - har så mye energi at de kan rive elektroner fra hjemmeatomer eller molekyler. Det er en prosess som kalles ionisering, og det er derfor ultrafiolette bølger er farlige: De ioniserer elektroner og skader molekyler. UV-C-bølger er de farligste, så kommer UV-B og til slutt UV-A.

Det viser seg at energinivået til elektroner i ozonmolekylet samsvarer med det ultrafiolette spekteret. Ozon absorberer mer enn 99 prosent av UV-C-stråler - den farligste delen av spekteret. Ozon absorberer omtrent 90 prosent av UV-B-strålene - men de 10 prosentene som gjør det er en stor faktor i å indusere solbrenthet og utløse hudkreft. Ozon absorberer omtrent 50 prosent av UV-A-strålene.

Disse tallene er avhengig av tettheten av ozon i atmosfæren. Klorfluorkarbonutslipp endrer balansen mellom ozondannelse og ødeleggelse, vipper den mot ødeleggelse og reduserer tettheten av ozon i stratosfæren. Hvis den trenden skulle fortsette på ubestemt tid, forklarer NASA hvor alvorlige konsekvensene vil være: "Uten ozon ville solens intense UV-stråling sterilisere jordoverflaten."