La formación del ozono

 La biosfera, los animales de nuestro planeta, así como la vida humana  se hizo posible debido a la formación del ozono en la estratosfera. El ozono nos protege de las radiaciones  UV-C y UV-B (luz con una longitud de onda de 320nm), que daña las biomoléculas. En la historia de la Tierra el ozono pudo formarse después de la liberación del oxígeno a la atmósfera entre 2000 y 600 millones de años antes de nuestro tiempo. ¿ Pero cómo?

 

 
1. fotosíntesis del ozono - la luz rompe las moléculas de oxígeno y esto lleva a la formación de ozono

 

 

La luz ultravioleta produce la formación y destrucción del ozono

En la estratosfera hay dos formas de oxígeno: el oxígeno normal O2, que consiste en dos átomos de O, y el ozono O3, que consiste en tres átomos de O. Para transformar una forma en la otra se necesita luz UV intensa. El enlace O-O de una molécula de oxígeno se rompe y el átomo de oxígeno formado reacciona con oxígeno (y por razones energéticas un compañero de colisión M) y forma ozono. Esta luz UV (flecha amarilla) proviene del sol.

 

 

 
2. fotolisis del ozono - degradación por la luz del sol

 

 

De manera análoga, el ozono se destruye por fotolisis, si el enlace O-O de una molécula  de ozono se rompe por la luz del sol. En este caso el átomo de O formado reacciona con otra molécula de ozono y forma dos moléculas de oxígeno O2.

Formación en los trópicos, acumulación en regiones polares

Como la radiación solar es más fuerte sobre los trópicos, aquí se forma la mayoría del ozono total. Sin embargo, el sol en los trópicos no sólo produce formación de ozono, sino que también eleva el aire troposférico a altas altitudes.

 

 

 

El ozono se transporta desde el ecuador hasta los polos, donde se acumula en las frías regiones subpolares. En el propio ecuador, la formación de ozono así como  las roturas fotoquímicas son altas, por lo que el ozono no puede acumularse. Sin embargo, en las regiones subpolares, la rotura fotoquímica es baja y el transporte desde el ecuador es una fuente importante. Los valores en los propios polos son bajos, en particular en invierno, cuando no se puede formar ozono adicional durante la noche polar. Por lo tanto, los valores más altos de ozono se observan sobre las regiones polares, mientras que el sistema no sea perturbado por la formación del agujero de la capa de ozono en la primavera antártica.

 

3. El esquema de arriba muestra el transporte de ozono teórico. La simulación incluida muestra la distribución del ozono medido entre el polo y el ecuador ( valores bajos = azul, valores altos = rojo). Es obvio que cerca del ecuador el aire con bajo contenido de ozono se eleva a altas altitudes. Datos de GOME (DLR, IUP Bremen).

Grosor de la capa de ozono

El término capa de ozono a menudo se malinterpreta. Capa de ozono significa, que comparado con la troposfera que se encuentra debajo, y con la mesosfera que se encuentra encima, en la estratosfera  hay una alta fracción de moléculas de ozono entre una altitud de 18 y 40 km. Sin embargo, esta fracción es muy pequeña comparado con el oxígeno y el nitrógeno. No más de 10 entre un millón de moléculas son de ozono. Pero como la cantidad de ozono en la troposfera es menor y el 90% de todo el ozono atmosférico está en la estratosfera, y por eso llamamos a esta región la capa de ozono. Esto no significa que haya en alguna parte de la atmósfera una fina película de ozono.