Stratosferde yüksek, Dünya yüzeyinden yaklaşık 32 kilometre (20 mil) yukarıda, koşullar milyonda 8 parça ozon konsantrasyonunu korumak için doğru. Bu iyi bir şey çünkü ozon, aksi takdirde Dünya'da yaşam için elverişsiz koşullar yaratacak olan ultraviyole radyasyonu güçlü bir şekilde emer. Ozon tabakasının önemini anlamanın ilk adımı, ozonun ultraviyole radyasyonu ne kadar iyi emdiğini anlamaktır.
Ozon tabakası
Ozon, serbest bir oksijen atomunun bir oksijen molekülü ile çarpışması sonucu oluşur. Bundan biraz daha karmaşık çünkü ozon oluşturan reaksiyonu ilerletmek için yakınlarda başka bir molekülün olması gerekiyor. Bir oksijen molekülü iki oksijen atomundan oluşur ve bir ozon molekülü üç oksijen atomundan oluşur.
Ozon molekülleri ultraviyole radyasyonu emer ve yaptıklarında iki atomlu bir oksijen molekülüne ve bir serbest oksijen atomuna ayrılırlar. Hava basıncı doğru olduğunda, serbest oksijen hızla başka bir oksijen molekülü bulacak ve başka bir ozon molekülü oluşturacaktır.
Ozon oluşum hızının ultraviyole absorpsiyon hızına denk geldiği yükseklikte, sabit bir ozon tabakası vardır.
Morötesi radyasyon
Ultraviyole veya UV radyasyonuna genellikle UV ışığı denir çünkü görünür ışıktan sadece biraz farklı bir elektromanyetik radyasyon şeklidir. Ancak bu küçük fark çok önemlidir, çünkü UV ışık demetleri görünür ışıktan daha fazla enerji içerir. UV spektrumu, görünür spektrumun bittiği yerde başlar ve dalga boyları yaklaşık 400 nanometredir (bir yardanın 400 milyarda birinden daha az). UV spektrumu, 100 nanometreye kadar olan dalga boyu bölgesini kapsar. Dalga boyu ne kadar kısa olursa, radyasyonun enerjisi o kadar yüksek olur. UV spektrumu UV-A, UV-B ve UV-C olarak adlandırılan üç bölgeye ayrılmıştır. UV-A, 400 ila 320 nanometre arasında kapsar; UV-B, 280 nanometreye kadar devam eder; UV-C, 280 ila 100 nanometre arasında kalan kısmı içerir.
UV ve Madde
Işık ve maddenin etkileşimi bir enerji alışverişidir. Örneğin, bir atomdaki bir elektronun kurtulmak için fazladan enerjisi olabilir. Bu ekstra enerjiyi atmasının bir yolu, foton adı verilen küçük bir ışık demeti yaymaktır. Fotonun enerjisi, elektronun kurtulduğu ekstra enerjiyle eşleşir. Tam tersi de çalışıyor. Bir fotonun enerjisi, bir elektronun ihtiyaç duyduğu enerjiyle tam olarak eşleşirse, foton bu enerjiyi elektrona bağışlayabilir. Foton çok fazla veya çok az enerjiye sahipse, emilmez.
Ultraviyole ışığı, radyo, kızılötesi veya görünür ışıktan daha fazla enerjiye sahiptir. Bu, bazı ultraviyolelerin - özellikle daha kısa dalga boylarının - elektronları ev atomlarından veya moleküllerinden koparabilecek kadar çok enerjiye sahip olduğu anlamına gelir. Bu iyonizasyon adı verilen bir süreçtir ve bu nedenle ultraviyole dalgaları tehlikelidir: Elektronları iyonize eder ve moleküllere zarar verirler. UV-C dalgaları en tehlikelidir, ardından UV-B ve son olarak UV-A gelir.
Ozon Absorpsiyonu
Ozon molekülündeki elektronların enerji seviyelerinin ultraviyole spektrumu ile eşleştiği ortaya çıktı. Ozon, spektrumun en tehlikeli kısmı olan UV-C ışınlarının yüzde 99'undan fazlasını emer. Ozon, UV-B ışınlarının yaklaşık yüzde 90'ını emer - ancak bunu sağlayan yüzde 10, güneş yanıklarını tetiklemede ve cilt kanserini tetiklemede büyük bir faktördür. Ozon, UV-A ışınlarının yaklaşık yüzde 50'sini emer.
Bu sayılar atmosferdeki ozonun yoğunluğuna bağlıdır. Kloroflorokarbon emisyonları, ozon oluşturma ve yok etme dengesini değiştirerek, onu yok etmeye doğru eğer ve stratosferdeki ozonun yoğunluğunu azaltır. Bu eğilim süresiz olarak devam ederse, NASA sonuçların ne kadar ciddi olacağını açıklıyor: "Ozon olmadan, Güneş'in yoğun UV radyasyonu Dünya yüzeyini sterilize ederdi."