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A alta atmosfera
Básico |
A formação do ozono
Não haveria vida na Terra sem a existência de ozono na estratosfera. O ozono protege-nos da radiação solar ultravioleta (radiação de comprimento de onda inferior a 320 nm), que é muito nociva para as moléculas dos seres vivos. O ozono ter-se-à formado graças a existência do oxigénio na atmosfera, entre 2000 e 600 milhões de anos antes do surgimento do Homem. Vejamos como…
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1. A fotosíntese do ozono – a separação das moléculas de oxigénio pela radiação conduz à formação do ozono
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A radiação UV induz a formação do ozono e a sua destruição Na estratosfera existe oxigénio sob duas formas: a forma corrente, a molécula de oxigénio (O2) que é composta por dois átomos O e a molécula de ozono (O3) constituída por três átomos O. De modo a transformar-se uma forma na outra é necessária a intensa radiação UV. A ligação O-O de uma molécula de oxigénio é quebrada. O átomo O assim formado reage com a molécula de oxigénio (e com uma outra molécula M, por razões energéticas) e forma o ozono. Esta radiação UV (em amarelo) é proveniente do Sol.
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2. Fotólise do ozono – degradação pela radiação solar
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De uma forma análoga, o ozono é degradado por fotólise, se a ligação O-O na molécula do ozono for destruída pela radiação. Neste caso, o átomo O formado reage com outra molécula de ozono, formando-se duas moléculas de oxigénio (O2).
Formação nos trópicos, acumulação nas regiões polares
Uma vez que a radiação solar é mais intensa sobre os trópicos, é nessas regiões que se forma a maior parte do ozono global. Contudo, nos trópicos, o Sol não tem apenas como efeito a formação do ozono; ele induz a elevação do ar troposférico a altitudes elevadas. |
O ozono é transportado para longe do equador em direcção aos pólos, onde se acumula nas regiões frias subpolares. No equador, tanto a formação do ozono como a sua depleção fotoquímica são elevadas; e o ozono não se pode acumular. Nas regiões subpolares, contudo, a depleção fotoquímica é diminuta, e o transporte proveniente do equador é uma fonte importante. Os valores nos pólos são mais baixos, em particular no Inverno, quando não se pode formar ozono adicional durante a noite polar. Assim os valores de ozono mais elevados são observados sobre as regiões polares, enquanto o sistema não for perturbado pela formação do buraco do ozono na primavera polar.
3. O esquema à direita representa a teoria de transporte do ozono. A simulação incluída mostra a distribuição de ozono medido entre o pólo e o equador (valores baixos = azul, valores elevados = vermelho). É óbvio que junto ao equador o ar com baixo teor em ozono sobe a altitudes elevadas. Dados provenientes de GOME (DLR, IUP Bremen).
Prima para aumentar! (100 K)
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4. Absorção do ozono comparada com a de outros compostos atmosféricos que absorvem na banda dos UV do espectro electromagnético da radiação solar.
fonte: adaptado de Chemie Didaktik Uni Duisburg
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O ozono absorve radiação UV
A mesma radiação UV necessária à formação do ozono é também absorvida pelas moléculas da camada do ozono. Este facto tem três consequências:
1. Esta radiação não atinge as regiões inferiores da atmosfera e assim a superfície da Terra é protegida;
2. A quantidade de ozono que se acumula é limitada. Com o aumento das concentrações de ozono a probabilidade da sua degradação também aumenta. Isto conduz a um equilíbrio;
3. A radiação UV contém energia. A energia é transformada em radiação térmica o que conduz a um aquecimento da estratosfera. Este é o motivo porque ocorre a inversão da tendência da temperatura na tropopausa.
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A espessura da camada do ozono
O termo “camada do ozono” é geralmente mal interpretado. A “camada do ozono” significa que, quando comparada com a troposfera (em baixo) e com a mesosfera (em cima), a maior fracção de moléculas de ozono se encontra na estratosfera, entre 18 km e 40 km de altitude. Contudo, esta fracção é certamente muito pequena, quando comparada com a do nitrogénio e a do oxigénio. Não mais de 10 em 1 milhão de moléculas são ozono. Mas como a quantidade de ozono na troposfera ainda é inferior e 90% de todo o ozono atmosférico se encontra na estratosfera, denominamos esta região de camada do ozono. Isto não significa que exista algures na atmosfera uma fina película de ozono.
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Unidades Dobson (DU)
O ozono é frequentemente medido em unidades Dobson (DU). 300 DU é um valor típico. O que representa ? Se admitirmos que todas as moléculas de ozono que se encontram na estratosfera (90%) e na troposfera (10%) são concentradas numa pequena película junto à superfície, a espessura dessa película teria cerca de 3 mm (= 300 DU). 1 DU = 0,01 mm de espessura da película de ozono puro à superfície.
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Acerca desta página:
Autor: Dr. Elmar Uherek - MPI for Chemistry, Mainz
Revisão científica: Dr. John Crowley - MPI for Chemistry, Mainz 2004-05-06
1. Revisão educacional: Michael Seesing - Univ. of Duisburg - 2003-07-02, Dr. Ellen K. Henriksen - Univ. of Oslo
2. Revisão educacional: Hendrik Förster & students, Nordpfalz Gymnasium Kirchheim-Bolanden - March 2004
Versão portuguesa: Margarida L. R. Liberato - Dep. de Física, UTAD, Portugal
Última actualização: 2004-05-10
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