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Ozono
No pólo sul, em 1987, foram feitas medições que encontraram uma diminuição da camada de ozono (a esta zona, com cerca de 10km de altura e, que se situa ligeiramente superior à Antárctica, dá-se o nome de buraco do ozono). Esta diminuição era tanta, que cientistas não acreditaram e pensaram que as máquinas teriam alguma avaria, mas posteriormente devido a novas medições comprovou-se os resultados.
Desde de então, a destruição do ozono passou a ser uma preocupação da comunidade em geral mas sobretudo da cientifica.
Este fenómeno, mais recentemente, foi detectado no pólo norte, ainda que em muito menor proporção.
A diminuição do ozono é mais acentuada nos pólos do que no resto do planeta devido ao seguinte processo:
· Durante a noite do grande Inverno polar o sol não atinge o pólo, e então desenvolve-se uma massa de ar rotativa, “vórtice polar”, composta por fortes ventos polares, essa massa mistura ozono com CFC’s e outras substâncias, não as deixando sair.
· Devido ao facto de não existir luz solar nessa altura, o ar dentro do vórtice pode arrefecer ate temperaturas da ordem dos 80ºC e, por esta altura, forma-se as “nuvens polares estratosféricas” com uns cristais de gelo que vão actuar como catalisadores acelerando a dissociação dos CFC’s em radicais livres (radicais que ainda são alvo de estudos devido ao fraco conhecimento sobre a sua composição).
· No fim, quando chega o sol, na primavera do hemisfério sul, as radiações ultravioleta fazem com que o ozono se destrua, quando os radicais livres de Cl- reagem com o ozono formando ClO, e dando origem ao famoso “buraco de ozono”.
Formação Natural do ozono
O2 UV⇒ O . + O . (reacção 1)
Uma molécula oxigénio quando atingida por radiação ultravioleta(uv) dissocia-se e forma dois radicais de oxigénio.
O . + O2 . ⇒ O3 (reacção 2)
Quando um destes radicais choca com uma molécula de oxigénio, combinam-se formando ozono(O3)
Destruição Natural do Ozono
O3 UV ⇒ O . + O2 (reacção 3)
Uma molécula ozono quando atingida por radiação ultravioleta(uv) dissocia-se e forma um radical e uma molécula de oxigénio.
O . + O3 ⇒ 2O2 (reacção 4)
Quando um radical de oxigénio choca com uma molécula de ozono, combinam-se e formam duas moléculas de oxigénio.
A velocidade de formação e de decomposição são iguais logo, existe um equilíbrio nas reacções que faz com que o número de moléculas de ozono seja constante.
Destruição do ozono por motivos não naturais
FCl2C-Cl UV ⇒ FCl2C . + Cl . (reacção 1)
F2ClC-Cl UV ⇒ F2ClC . + Cl . (reacção 1)
Os CFCs, que chegam intactos à estratosfera, são decompostos por radiações ultravioletas libertando radicais de cloro.
Cl . + O3 ⇒ ClO + O2 (reacção 2)
Quando um radical de cloro choca com uma molécula de ozono, forma oxido de cloro (ClO) e uma molécula de oxigénio.
ClO + O . ⇒ Cl . + O2 (reacção 3)
Quando o oxido de cloro choca com um radical de oxigénio forma um radical cloro e uma molécula de oxigénio.
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O que é o buraco do ozono?
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Na Antártida, e recentemente no Árctico, o ozono estratosférico tem vindo a esgotar-se nos últimos 15 anos em certas alturas do ano. Isto deve-se principalmente à libertação de químicos de fabrico humano contendo cloro, como os CFCs (clorofluorocarbonetos), e também compostos contendo bromo, outros compostos de halogénio, bem como óxidos de azoto (NOx). Os CFCs são produtos industriais comuns utilizados nos sistemas de refrigeração, sistemas de ar condicionado, como propulsores de aerossóis, solventes, e no fabrico de certos tipos de embalagens. Os óxidos de azoto são derivados dos processos de combustão, incluindo as emissões dos aviões.
Os níveis actuais de diminuição serviram para realçar um surpreendente grau de instabilidade na atmosfera e a perda de ozono continua a aumentar.
Durante a noite polar de Inverno, o sol não atinge o Pólo Sul. Um forte vento circumpolar desenvolve-se nas camadas média e baixa da estratosfera. Estes ventos fortes são conhecidos por 'vortex polar'.
Este fenómeno provoca o isolamento do ar sobre a região polar.
Uma vez que não há luz solar, o ar dentro do vortex polar pode ficar muito frio. Tão frio que se podem formar nuvens especiais, já que a temperatura do ar desce a cerca de -80C°. Estas nuvens são denominadas nuvens estratosféricas polares (ou PSCs) mas não são como as nuvens que estás habituado a ver no céu, que são compostas por gotas de água. As PSCs nascem inicialmente sob a forma de trihidratos de ácido nítrico. Quando a temperatura baixa, podem formar-se gotas maiores de água gelada com ácido nítrico dissolvido. No entanto, a sua composição exacta está ainda a ser objecto de estudos científicos aprofundados. Estas PSCs são fundamentais para a perda do ozono.
É importante compreender que estas reacções só podem ocorrer na superfície das nuvens estratosféricas polares e são muito rápidas. Por isso é que o buraco do ozono constituiu uma surpresa tão grande. As reacções heterogéneas (as que ocorrem nas superfícies) foram negligenciadas na química atmosférica (pelo menos na estratosfera) antes de se descobrir o buraco do ozono. Assim, outro ingrediente são as reacções heterogéneas, que permitem que espécies de reserva de cloro e bromo se convertam rapidamente em formas mais activas.
Esta diminuição dramática da camada do ozono foi provocada pela utilização de químicos fabricados pelo homem chamados 'halogénios', que incluem os conhecidos CFCs normalmente usados em frigoríficos e como propulsores em aerossóis. Estes CFCs entraram na atmosfera superior, onde a forte radiação UV do sol os separou nas suas moléculas componentes, libertando os átomos potencialmente prejudiciais de cloro (e bromo), que, dadas as condições necessárias, poderiam destruir o ozono.
Recapitulando, os factores da diminuição do ozono são:
- O Inverno polar leva à formação do vortex polar que isola o ar no seu interior.
- No interior do vortex formam-se temperaturas baixas; baixas o suficiente para a formação das nuvens estratosféricas polares (PSCs). Como o ar do vortex está isolado, as baixas temperaturas e as PSCs persistem.
- Depois de formadas as PSCs, dão-se reacções heterogéneas e as reservas inactivas de cloro e bromo convertem-se em formas mais activas.
- Não ocorre nenhuma perda de ozono até que a luz do sol regresse ao ar no interior do vortex polar, permitindo a produção de cloro activo e iniciando os ciclos catalíticos de destruição do ozono. A perda do ozono é rápida. O buraco do ozono cobre actualmente uma área um pouco maior que a Antártida e estende-se a uma altitude de cerca de 10 km na estratosfera inferior.
A quantidade de ozono por cima de um determinado ponto da Terra mede-se em unidades Dobson (DU) - normalmente ~260 DU perto dos trópicos e mais elevada no resto, embora se registem grandes flutuações sazonais. Se todo o ozono desta coluna tivesse de ser comprimido à temperatura e pressão padrão (STP) (0 graus C e 1 de pressão atmosférica) e espalhado uniformemente por toda a zona, formaria uma camada com aproximadamente 3 mm de espessura. 1 unidade Dobson (DU) define-se como uma espessura de 0,01 mm em condições STP; a camada de ozono sobre Labrador é de 300 DU.
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