Haut dans la stratosphère, à environ 32 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, les conditions sont justes pour maintenir une concentration de 8 parties par million d'ozone. C'est une bonne chose parce que l'ozone absorbe fortement le rayonnement ultraviolet qui, autrement, créerait des conditions inhospitalières pour la vie sur Terre. La première étape pour comprendre l'importance de la couche d'ozone est de comprendre à quel point l'ozone absorbe les rayons ultraviolets.
L'ozone se forme lorsqu'un atome d'oxygène libre entre en collision avec une molécule d'oxygène . C'est un peu plus compliqué que cela parce qu'une autre molécule doit être dans le voisinage pour pousser la réaction de formation d'ozone. Une molécule d'oxygène se compose de deux atomes d'oxygène, et une molécule d'ozone se compose de trois atomes d'oxygène. Les molécules d'ozone absorbent le rayonnement ultraviolet et se décomposent en une molécule d'oxygène à deux atomes et un atome d'oxygène libre. . Lorsque la pression d'air est juste, l'oxygène libre trouvera rapidement une autre molécule d'oxygène et fera une autre molécule d'ozone. À une altitude où le taux de formation d'ozone correspond au taux d'absorption ultraviolette, il y a un couche d'ozone stable.
rayonnement ultraviolet, ou UV, est souvent appelée lumière UV parce que c'est une forme de rayonnement électromagnétique seulement légèrement différente de la lumière visible. Cette légère différence est cependant très importante, car les faisceaux de lumière UV contiennent plus d'énergie que la lumière visible. Le spectre UV commence là où le spectre visible se termine, avec des longueurs d'onde d'environ 400 nanomètres (moins de 400 milliards de yards). Le spectre UV couvre la région de longueur d'onde jusqu'à 100 nanomètres. Plus la longueur d'onde est courte, plus l'énergie du rayonnement est élevée. Le spectre UV est décomposé en trois régions, appelées UV-A, UV-B et UV-C. UV-A couvre de 400 à 320 nanomètres; UV-B continue jusqu'à 280 nanomètres; L'UV-C contient le reste, de 280 à 100 nanomètres.
UV et matière
L'interaction de la lumière et de la matière est un échange d'énergie. Par exemple, un électron dans un atome peut avoir plus d'énergie pour s'en débarrasser. Une façon de décharger cette énergie supplémentaire consiste à émettre un minuscule faisceau de lumière appelé photon. L'énergie du photon correspond à l'énergie supplémentaire dont l'électron se débarrasse. Cela fonctionne aussi dans l'autre sens. Si l'énergie d'un photon correspond exactement à l'énergie nécessaire à un électron, le photon peut faire don de cette énergie à l'électron. Si le photon a trop ou trop peu d'énergie, il ne sera pas absorbé.
La lumière ultraviolette a plus d'énergie que la radio, l'infrarouge ou la lumière visible. Cela signifie que certains ultraviolets - en particulier les plus courtes longueurs d'onde - ont tellement d'énergie qu'ils peuvent déchirer les électrons de leurs atomes ou molécules. C'est un processus appelé ionisation, et c'est pourquoi les ondes ultraviolettes sont dangereuses: elles ionisent les électrons et endommagent les molécules. Les ondes UV-C sont les plus dangereuses, puis viennent les UV-B et enfin les UV-A.
Absorption d'ozone
Il s'avère que les niveaux d'énergie des électrons dans la molécule d'ozone correspondent aux ultraviolets. spectre. L'ozone absorbe plus de 99% des rayons UV-C - la partie la plus dangereuse du spectre. L'ozone absorbe environ 90% des rayons UV-B - mais les 10% qui le traversent sont un facteur important dans l'induction des coups de soleil et le déclenchement du cancer de la peau. L'ozone absorbe environ 50% des rayons UV-A.
Ces chiffres dépendent de la densité de l'ozone dans l'atmosphère. Les émissions de chlorofluorocarbones modifient l'équilibre de la création et de la destruction de l'ozone, en l'orientant vers la destruction et en réduisant la densité de l'ozone dans la stratosphère. Si cette tendance devait se poursuivre indéfiniment, la NASA explique à quel point les conséquences seraient sérieuses: «Sans l'ozone, l'intense rayonnement UV du soleil stériliserait la surface de la Terre.
