Capa de ozónio

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Esquema da distribuição de ozónio na atmosfera. O bico superior corresponde ao que chamamos capa de ozónio.

Denomina-se capa de ozónio, ou ozonosfera, à zona da estratosfera terrestre que contém uma concentração relativamente alta^[1] de ozónio. Esta capa, que se estende aproximadamente dos 15 km aos 40 km de altitude, reúne o 90% do ozónio presente à atmosfera e absorve de 97% ao 99% da radiación ultravioleta de alta frequência.

A capa de ozónio foi descoberta em 1913 pelos físicos franceses Charles Fabry e Henri Buisson. Suas propriedades foram examinadas em detalhe pelo meteorólogo britânico G.M.B. Dobson, quem desenvolveu um singelo espectrofotómetro que podia ser usado para medir o ozónio estratosférico desde a superfície terrestre. Entre 1928 e 1958 Dobson estabeleceu uma rede mundial de estações de monitoreo de ozónio, as quais continuam operando na actualidade. A Unidade Dobson, uma unidade de medida da quantidade de ozónio, foi nomeada em sua honra.

Origem do ozónio

O ozónio é uma forma alotrópica do oxigénio, que só é estável em determinadas condições de pressão e temperatura. É um gás composto por três átomos de oxigénio ( $O_3$ ).

Relâmpago do Catatumbo, Estado Zulia, Venezuela. É a fábrica de ozónio da Mãe Natureza. Este fenomeno é capaz de produzir 1.176.000 relâmpagos por ano produzindo o 10% da capa de ozónio do planeta.

Os mecanismos fotoquímicos que se produzem na capa de ozónio foram pesquisados pelo físico britânico Sidney Chapman em 1930 . A formação do ozónio da estratosfera terrestre é catalizada pelos fotones de luz ultravioleta que ao interaccionar com as moléculas de oxigénio gasoso, que está constituída por dois átomos de oxigénio ( $O_2$ ), as separa nos átomos de oxigénio (oxigénio atómico) constituinte. O oxigénio atómico combina-se com aquelas moléculas de que $O_2$ ainda permanecem sem desassociar formando, desta maneira, moléculas de ozónio, $O_3$ .

A concentração de ozónio é maior entre os 15 e 40 km, com um valor de 2-8 partículas por milhão, na zona conhecida como capa de ozónio. Se todo esse ozónio fosse comprimir à pressão do ar ao nível do mar, esta capa teria só 3 mm de espessura.

O ozónio actua como filtro, ou escudo protector, das radiaciones nocivas, e de alta energia, que chegam à Terra permitindo que passem outras como a ultravioleta de onda longa, que desta forma chega à superfície. Esta radiación ultravioleta é a que permite a vida no planeta, já que é a que permite que se realize a fotosíntesis do reino vegetal, que se encontra na base da pirâmide trófica.

À margem da capa de ozónio, mencionemos que o 10% de ozónio restante está contido na troposfera, é perigoso para os seres vivos por seu forte carácter oxidante. Elevadas concentrações deste composto a nível superficial formam o denominado smog fotoquímico. A origem deste ozónio explica-se em um 10% como procedente de ozónio transportado desde a estratosfera e o resto é criado a partir de diversos mecanismos, como o produzido pelas tormentas eléctricas que ionizan o ar e o fazem, muito brevemente, bom condutor da electricidade: podem ver-se algumas vezes dois relâmpagos consecutivos que seguem aproximadamente a mesma trajectória.

O equilíbrio dinâmico do ozónio

Ciclo do Ozónio.

O ozónio produz-se mediante a seguinte reacção:

$O_2 + h\nu -> O + O$ ^[2]

$O + O_2 -> O_3$

Isto é, o oxigénio molecular que se encontra nas capas altas da atmosfera é bombardeado pela radiación solar. Do amplo espectro de radiación incidente uma determinada fracção de fotones cumpre os requisitos energéticos necessários para catalizar o rompimento do duplo enlace dos átomos de oxigénio da molécula de oxigénio molecular.

Posteriormente, a radiación solar converte uma molécula de ozónio em uma de oxigénio biatómico e um átomo de oxigénio sem enlaçar:

$O_3 + h\nu -> O_2 + O$

Durante a fase escura, (a noite de uma determinada região do planeta) o oxigénio monoatómico, que é altamente reactivo, se combina com o ozónio da ozonosfera para formar uma molécula de oxigeno biatómico:

$O_3 + O -> 2O_2$

Para manter constante a capa de ozónio na estratosfera esta reacção fotoquímica deve fazer-se em perfeito equilíbrio, mas estas reacções são facilmente perturbables por moléculas, como os compostos clorados (como os clorofluorocarbonos^[3]) e os compostos bromurados.

Problemas na capa de ozónio

Artigo principal: buraco de ozónio

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Média mensal Global de .. $O_3$

O rastreamento observacional da capa de ozónio, levado a cabo nos últimos anos, tem chegado à conclusão de que dita capa pode se considerar seriamente ameaçada. Este é o motivo principal pelo que se reuniu a Assembleia Geral das Nações Unidas o 16 de setembro de 1987 , assinando o Protocolo de Montreal. Em 1994, a Assembleia Geral das Nações Unidas proclamou no dia 16 de setembro como no Dia Internacional para a Preservación da Capa de Ozónio.^[4]

O enrarecimiento grave da capa de ozónio provocará o aumento dos casos de melanomas (cancro) de pele, de cataratas oculares, exclusão do sistema inmunitario em humanos e em outras espécies. Também afectará aos cultivos sensíveis à radiación ultravioleta.

Para preservar a capa de ozónio há que diminuir a zero o uso de compostos químicos como os clorofluorocarbonos (refrigerantes industriais, propelentes), e fungicidas de solo (como o bromuro de metilo) (Argentina, 900 toneladas/ano^[5]) que destroem a capa de ozónio a um ritmo 50 vezes superior aos CFC.

Notas

↑ Estima-se que a concentração de ozónio na ozonosfera é de algumas partículas por milhão. Dita concentração pode parecer muito pequena em termos absolutos, no entanto, em termos relativos é bem mais alta que as concentrações que se apresentam na atmosfera baixa, ainda que bastante pequena comparada com a concentração dos principais componentes da atmosfera.
↑ $h\nu$ é a energia do fotón que inicia a reacção
↑ Os mais comuns são $CFCl_3$ (freón 11), $CF_2Cl_2$ (freón 12), $C_2F_3Cl_3$ (freón 113) e $C_2F_4Cl_4$ (freón 114).
↑ Resolução 49/114 da Assembleia Geral das Nações Unidas designando o 16 de setembro como Dia Internacional para a Preservación da Capa de Ozónio
↑ INTA Balcarce - Sobre o bromuro de metilo e sua eliminação

Veja-se também

Buraco de ozónio
CFC (clorofluorocarburo).
Dia Internacional para a Preservación da Capa de Ozónio
Mario J. Molina
Potencial de agotamiento do ozónio

Capas da atmosfera terrestre
Termosfera - (Mesopausa) - Mesosfera - (Estratopausa) - Estratosfera - (Tropopausa) - Troposfera
Ver também: Ionosfera, Exosfera, Cintos de Vão Allen, Capa de ozónio, Magnetosfera.