Valore medio per il mese di ottobre della quantità di ozono sull'Antartide dal 1981 al 1991, in unità Dobson (DU).

Il buco dell' ozono e l'effetto serra

In questo periodo si parla molto di buco dell'ozono, due ampie zone al di sopra delle calotte polari, e in modo particolare di quella antartica, in cui si è misurata una costante diminuzione del contenuto di ozono. Per chiarire meglio il quadro complessivo, prima di parlare della sua mancanza è utile una breve descrizione dell'ozono e delle reazioni chimiche che lo coinvolgono.

L'Ozono

L'ozono (O3) si forma in modo del tutto naturale nell'atmosfera: viene creato quando la radiazione ultravioletta proveniente dal Sole colpisce la stratosfera, spezzando le molecole di ossigeno (O2) in atomi (O). L'ossigeno atomico si ricombina velocemente con le molecole di ossigeno circostanti, formando ozono, secondo le reazioni:

O2 + hv -----> 2 O

O + O2 -----> O3
dove 1/v rappresenta la lunghezza d'onda della luce che colpisce l'atmosfera (in questo caso è minore o uguale a 240 nm) e h è la costante di Planck (6.6×10-34 J· s).

  • Al livello del suolo l'ozono è un pericolo in quanto rappresenta il principale costituente del cosiddetto smog fotochimico. Nella stratosfera, però, è molto utile perché assorbe una parte della radiazione ultravioletta (UV), potenzialmente dannosa. L'ozono assorbe la radiazione UV, senza peraltro distruggersi, secondo le reazioni

    O3 + hv -----> O2 + O

    O + O2 -----> O3.

    La seconda reazione è molto più veloce di

    O + O3 -----> 2 O2

    favorendo quindi la formazione di ozono piuttosto che di ossigeno molecolare.

    Il buco dell'ozono

    L'atmosfera della Terra è composta da diversi "gusci": l'ozono forma un guscio nella stratosfera, più sottile ai tropici, attorno all'equatore, e più denso verso i poli.
    La quantità di ozono, al di sopra di un punto qualsiasi della superficie terrestre, è misurata in "unità Dobson" (DU). Ai tropici si misurano valori di circa 260 DU mentre altrove si registrano valori più alti (fino a 300-350 DU) anche se le fluttuazioni stagionali sono abbastanza marcate.

    Come si vede nel grafico in basso, la quantità di ozono stratosferico è stata ridotta, negli ultimi 15 anni, sopra l'Antartide e più recentemente sopra l'Artide, a causa dell'inquinamento dovuto ai CFC (Cloro Fluoro Carburi), ad alcuni composti alogeni legati ai CFC e ad ossidi di azoto (NOx).
    È possibile osservare la variazione nel corso degli anni della quantità di ozono anche attraverso una sequenza animata, ottenuta al Center for Atmospheric Science dell'Università di Cambridge.

    I CFC sono prodotti industriali comuni, usati nei sistemi di refrigerazione, nei condizionatori d'aria, negli aerosol (propellenti delle bombolette spray), nei solventi e in alcuni tipi di imballaggi. Gli ossidi di azoto sono un sottoprodotto dei processi di combustione, ad esempio nei reattori degli aerei.

    Uno schema dell'azione del CFC, sintetico ma molto leggibile è mostrato nel disegno in basso.


    Informazioni derivate da: www.atm.ch.cam.ac.uk/tour/intro.html

    L'effetto serra

    Nel periodo immediatamente successivo alla formazione della Terra, la presenza di anidride carbonica (CO2) era quasi sicuramente molto superiore all'attuale; nel corso del tempo è stata tutta inglobata nelle rocce calcaree e, in misura minore, sciolta negli oceani e utilizzata dalle piante.
    La piccola quantità di CO2 stabilmente presente nell'atmosfera gioca un ruolo importante nel mantenimento della temperatura superficiale della Terra, tramite l'effetto serra.