¿Qué causa el agujero en la capa de ozono?

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Ciencias Ambientales para los Explicado

Por Alecia M. Spooner

La contaminación del aire tiene la capacidad de afectar a todo el ecosistema de la tierra, como se dieron cuenta los científicos ambientales cuando encontraron vínculos directos entre la destrucción de la capa de ozono y los contaminantes artificiales llamados CFC. Para entender la capa de ozono, es necesario estar familiarizado con la atmósfera en su conjunto. La Tierra está rodeada de capas de gas con diferentes temperaturas, presiones y composiciones.

Esta figura ilustra cada una de las capas de la atmósfera terrestre.

Comenzando desde el nivel del suelo, las capas proceden de la siguiente manera:

  1. Troposfera
  2. Estratosfera
  3. Mesosfera
  4. Termósfera

¿Dónde está la capa de ozono en esta lista? En realidad, la capa de ozono no es un nivel específico de la atmósfera; más bien, es una banda gruesa de moléculas de ozono en la parte superior del nivel de la estratosfera.

¿Cómo se crea la capa de ozono?

La capa de ozono de la tierra está compuesta de moléculas de ozono, u O3. Estas moléculas proporcionan una capa protectora alrededor de la tierra, absorbiendo una gran parte de la radiación solar, particularmente algunos de los dañinos rayos ultravioleta (UV) que causan quemaduras solares.

El ozono se crea naturalmente cuando la radiación UV alcanza las moléculas de gas de oxígeno (O2) y rompe algunas de ellas en átomos de oxígeno individuales. Estos átomos individuales de oxígeno se enlazan con otras moléculas de gas O2, formando O3. En una reacción similar, las moléculas de O3 pueden descomponerse en átomos de O y moléculas de O2.

De esta manera, el ozono, el gas de oxígeno y los átomos de oxígeno libre se combinan, descomponen y recombinan constantemente en la estratosfera. Estas reacciones son impulsadas por la energía de la radiación UV, que es absorbida en el proceso.

Estas fórmulas y figura ilustran este proceso:

¿Cómo se agota la capa de ozono?

En la década de 1980, los científicos notaron que la capa de ozono sobre el Polo Sur se estaba volviendo mucho más delgada de lo normal. Después de algunos estudios, los científicos atmosféricos reconocieron que este agotamiento de la capa de ozono era el resultado de los contaminantes del aire de las actividades humanas – específicamente, la liberación de moléculas no tóxicas de gas en aerosol llamadas clorofluorocarbonos.

Los clorofluorocarbonos, o CFC, son moléculas de gas químicamente inactivas (inertes) que se utilizan comúnmente en los extintores de incendios, muchos tipos diferentes de latas de aerosol (como la laca para el cabello) y refrigerantes para refrigeradores a partir de la década de 1920. El uso de estos productos libera CFCs a la atmósfera, una ocurrencia que no preocupó demasiado a nadie durante muchas décadas; después de todo, las moléculas son químicamente inertes y no tóxicas, así que no hay problema, ¿verdad? No tan rápido.

Después de que los CFC estables e inertes están en la atmósfera, no se descomponen ni reaccionan con nada a su alrededor hasta que llegan a la estratosfera, donde la radiación UV es muy intensa. Los altos niveles de energía en la radiación UV son lo suficientemente fuertes como para romper los átomos de cloro de la molécula de CFC. Estos átomos de cloro libre rompen las moléculas de ozono en la siguiente reacción:

Aunque el tercer átomo de oxígeno de la molécula O3 está unido al átomo de cloro, es más atraído por otros átomos de oxígeno individuales, por lo que después de que se crea el compuesto ClO, cambia rápidamente de nuevo, así:

En estas reacciones, el cloro de la molécula de CFC está actuando como un catalizador – está ayudando a separar las moléculas de O3 y formando moléculas de O2. El resultado es que, a diferencia del ciclo natural de formación y reciclaje del ozono, el ozono se descompone en O2 y no se recicla en O3 porque no quedan átomos de oxígeno libres para que el O2 se combine con él. Esta figura muestra este proceso.

La presencia de átomos de cloro en la atmósfera cambia la reacción natural del ozono (el que absorbe la energía UV) de

para

La segunda reacción es impulsada por la presencia de átomos de cloro y no absorbe la energía UV. El resultado es una estratosfera carente de moléculas de ozono; debido a este cambio, la capa protectora de ozono se ha vuelto gradualmente más delgada y menos protectora en todo el mundo.