La Stratosfera

STRATOSFERA  Nella stratosfera, il componente chimico  più importante è l’ozono anche se la quantità presente è estremamente piccola poiché, a un’altitudine compresa tra i 25 e i 30 km, raggiunge una concentrazione massima  pari a 10 parti per milione (ppm) in volume. La formazione dell’ozono ha luogo nella stratosfera a un’altitudine superiore ai 30 km circa, dove le radiazioni solari ultraviolette dissociano lentamente l’ossigeno molecolare:

O₂ + hv → O + O

L’atomo d’ossigeno reagisce rapidamente con l’ossigeno molecolare in presenza di una terza molecola (solitamente un altro O₂ o N₂) formando ozono:

O + O₂ + M → O₃ + M

L’O₃ assorbe fortemente le radiazioni con lunghezze d’onda comprese tra i 240 e i 320 nm per decomporsi di nuovo in O₂ e O. Inoltre l’ozono può reagire con l’ossigeno atomico per generare nuovamente due molecole di O₂. Questo meccanismo per la produzione dell’ozono nella stratosfera è stato proposto nel 1930 dal meteorologo inglese S. Chapman. 

L’ozono viene distrutto nella stratosfera attraverso una serie di cicli catalitici, costituiti da catene di reazioni le quali rigenerano la molecola che inizialmente reagisce con O₃. Sono state identificate tre famiglie chimiche che coinvolgono idrogeno e azoto atomici e cloro, e che attraverso cicli catalitici contribuiscono a distruggere parte dell’ozono prodotto nelle reazioni di Chapman. Nel 1974 M.J. Molina e F.S. Rowland scoprirono che la classe di molecole dette clorofluorocarburi, utilizzati dall’uomo in diverse applicazioni tecnologiche, si diffondono  negli  strati più elevati  dell'atmosfera dove avvengono  reazioni di fotolisi che  rilasciano un atomo di cloro (Cl) che innesca un rapido ciclo di distruzione dell’O₃:

Cl + O₃ → ClO•+ O₂

ClO•+ O → Cl•+ O₂

con reazione complessiva

O₃ + O → O₂ + O₂•

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