Alto en la estratosfera, a unos 32 kilómetros (20 millas) sobre la superficie de la Tierra, las condiciones son adecuadas para mantener una concentración de 8 partes por millón de ozono. Eso es bueno porque ese ozono absorbe fuertemente la radiación ultravioleta que de otro modo crearía condiciones inhóspitas para la vida en la Tierra. El primer paso para comprender la importancia de la capa de ozono es comprender qué tan bien absorbe el ozono la radiación ultravioleta.
La capa de ozono
El ozono se forma cuando un átomo de oxígeno libre colisiona con una molécula de oxígeno . Es un poco más complicado que eso porque otra molécula necesita estar cerca para impulsar la reacción de formación de ozono. Una molécula de oxígeno consta de dos átomos de oxígeno y una molécula de ozono compuesta por tres átomos de oxígeno.
Las moléculas de ozono absorben la radiación ultravioleta y, cuando lo hacen, se dividen en una molécula de oxígeno de dos átomos y un átomo de oxígeno libre . Cuando la presión del aire sea la correcta, el oxígeno libre encontrará rápidamente otra molécula de oxígeno y formará otra molécula de ozono.
En la altitud donde la tasa de formación de ozono coincide con la tasa de absorción ultravioleta, hay una capa de ozono estable.
Radiación ultravioleta
La radiación ultravioleta, o ultravioleta, a menudo se llama luz ultravioleta porque es una forma de radiación electromagnética ligeramente diferente a la luz visible. Esa ligera diferencia es muy importante, sin embargo, porque los haces de luz ultravioleta contienen más energía que la luz visible. El espectro UV comienza donde termina el espectro visible, con longitudes de onda de alrededor de 400 nanómetros (menos de 400 mil millonésimas de yarda). El espectro UV cubre la región de longitud de onda hasta 100 nanómetros. Cuanto más corta sea la longitud de onda, mayor será la energía de la radiación. El espectro UV se divide en tres regiones, llamadas UV-A, UV-B y UV-C. UV-A cubre desde 400 hasta 320 nanómetros; UV-B continúa hasta 280 nanómetros; UV-C contiene el resto, de 280 a 100 nanómetros.
UV y materia
La interacción de la luz y la materia es un intercambio de energía. Por ejemplo, un electrón en un átomo puede tener energía extra para deshacerse de él. Una forma en que puede descargar esa energía extra es emitiendo un pequeño haz de luz llamado fotón. La energía del fotón coincide con la energía extra que el electrón elimina. También funciona al revés. Si la energía de un fotón coincide exactamente con la energía que necesita un electrón, el fotón puede donar esa energía al electrón. Si el fotón tiene demasiada o muy poca energía, no será absorbido.
La luz ultravioleta tiene más energía que la radio, el infrarrojo o la luz visible. Esto significa que algunos ultravioletas, especialmente las longitudes de onda más cortas, tienen tanta energía que pueden arrancar electrones de sus átomos o moléculas de origen. Ese es un proceso llamado ionización, y es por eso que las ondas ultravioletas son peligrosas: ionizan electrones y dañan las moléculas. Las ondas UV-C son las más peligrosas, luego vienen UV-B y finalmente UV-A.
Absorción de ozono
Resulta que los niveles de energía de los electrones en la molécula de ozono coinciden con los ultravioletas espectro. El ozono absorbe más del 99 por ciento de los rayos UV-C, la parte más peligrosa del espectro. El ozono absorbe alrededor del 90 por ciento de los rayos UV-B, pero el 10 por ciento que lo atraviesa es un factor importante para inducir quemaduras solares y desencadenar cáncer de piel. El ozono absorbe alrededor del 50 por ciento de los rayos UV-A.
Esos números dependen de la densidad del ozono en la atmósfera. Las emisiones de clorofluorocarbono cambian el equilibrio de la creación y destrucción de ozono, inclinándolo hacia la destrucción y reduciendo la densidad del ozono en la estratosfera. Si esa tendencia continuara indefinidamente, la NASA explica qué tan graves serían las consecuencias: "Sin el ozono, la intensa radiación UV del sol esterilizaría la superficie de la Tierra".
