Ozono Estratosférico: Formación, Destrucción y Efectos en la Biosfera
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La Capa de Ozono
El ozono (O3) se crea y se destruye en la estratosfera de forma natural por efecto de la radiación ultravioleta (UVA).
Formación del Ozono
La formación del ozono ocurre mediante las siguientes reacciones:
- O2 + luz UVA → O + O
- O + O2 → O3
Disminución del Ozono
La disminución del ozono se produce a través de estas reacciones:
- O3 + luz UVA → O + O2
- NO + O3 → NO2 + O2
- NO2 + O → NO + O2
El aumento de NOx se debe al uso de combustibles fósiles y el N2O al abuso de fertilizantes nitrogenados.
Los hidrocarburos halogenados son los grandes culpables de la destrucción de la capa de ozono. Inicialmente, se consideraron ideales desde el punto de vista ambiental, ya que eran inertes en la troposfera y no formaban compuestos peligrosos para los seres vivos.
Cloro y Ozono
Después de destruir el ozono, el cloro queda libre para seguir destruyendo más moléculas de ozono. Cada átomo de cloro puede permanecer en la estratosfera alrededor de 100 años y puede catalizar la destrucción de unas 100.000 moléculas de ozono antes de reaccionar con los NOx, que pueden capturar el cloro e inmovilizarlo. Al reaccionar los NOx con el cloro, producen nitrato de cloro (ClNO3), haciendo desaparecer el cloro de la estratosfera.
Reacción:
- ClO + NO2 → ClNO3
La pérdida de ozono se produce principalmente sobre los polos porque a temperaturas muy bajas se inactivan los NOx al actuar como núcleos de condensación del agua. Los CFCs (clorofluorocarbonos) se sintetizaron y produjeron hace décadas para ser utilizados en aerosoles, formación de espumas y como agentes contra incendios. Los CFCs también contribuyen al incremento del efecto invernadero en la troposfera.
Efectos de la Pérdida de la Capa de Ozono
Los efectos de la pérdida de la capa de ozono son graves para la biosfera, ya que los rayos UVA producen:
- Cáncer de piel
- Afecciones oculares
En los animales marinos, afecta a los organismos que están en la base de las cadenas tróficas, como las bacterias. En las plantas, el incremento de los rayos UVA provoca la reducción del tamaño de las hojas, un menor crecimiento y una peor calidad de las semillas.
La destrucción del ozono continuará durante décadas debido a la acción de las moléculas que ya se encuentran en la troposfera y estratosfera.
Condiciones Atmosféricas
Temperatura del Aire y sus Variaciones con la Altura (Gradiente Térmico Vertical)
Cuando la temperatura disminuye en suficiente proporción con la altura, los contaminantes ascienden con el aire, disminuyendo su concentración hasta alcanzar la estratosfera. Por el contrario, la dispersión de contaminantes se dificulta cuando no hay corrientes ascendentes de aire. En situaciones de inversión térmica, los contaminantes quedan atrapados cerca de la superficie.
Velocidad y Dirección del Viento
La velocidad del viento determina la rapidez de la dispersión de los contaminantes, mientras que la dirección indica el área hacia donde se desplazan.
Precipitaciones
Las precipitaciones tienen un efecto de lavado sobre la atmósfera, arrastrando los contaminantes al suelo.
Insolación
La radiación solar favorece las reacciones que dan lugar a contaminantes secundarios.