Ozonosfera
L'ozonosfera, detta anche strato di ozono, è un involucro che avvolge la
Terra a una quota compresa tra 20 e 25 Km, nel quale tale forma instabile
dell'ossigeno si trova concentrata. Lo strato assorbe fortemente la radiazione
solare ultravioletta. Se questa radiazione raggiungesse la superficie terrestre
senza schermaggio risulterebbe deleteria per tutte le forme di vita. Ad esempio,
crescerebbero nell'uomo l'incidenza dei tumori della pelle e la cataratta e si
avrebbe una riduzione generale della produzione di sostanze alimentari.
Dissociazione e ricombinazione di gas
Le forze naturali agenti in queste fasce di alta quota mantengono una
miscela di gas che include l'ossigeno atomico, l'ossigeno ordinario molecolare e
l'ozono. La quantità di ognuno di questi subisce delle fluttuazioni diurne e
stagionali, quando dissociazione e ricombinazione si manifestano in risposta
alla radiazione solare, ai cambiamenti di temperatura e ad altri agenti
catalitici.
Aiutati dalla radiazione solare, gli atomi delle molecole di ossigeno
ordinario si dissociano e si ricombinano con altre molecole di ossigeno
ordinario per dare ozono. Questo processo richiede energia, che è fornita in
natura dall'assorbimento della radiazione solare corta e da scariche di fulmini.
L'ozono è un forte agente ossidante ed è perciò meno stabile dell'ossigeno
ordinario. La decomposizione viene innescata da un aumento di temperatura o
dall'interazione con varie sostanze.
Effetto dei radicali liberi
Entro lo strato la velocità di formazione dell'ozono è pari alla rapidità
del suo consumo, e questa condizione è rimasta complessivamente stabile per un
lungo periodo di tempo geologico. Le attività umane, tuttavia, sembrano adesso
influenzare quel bilancio a causa dell'introduzione nello strato di certe
sostanze chimiche distruttive. Il pericolo potenziale legato alla conseguente
distruzione dell'ozono è divenuto fonte di gravi preoccupazioni a livello
internazionale.
Le sostanze interessate producono radicali
liberi, cioè atomi e molecole con elettroni spaiati.
Diminuzione della concentrazione dell'ozono nello strato furono osservate
per la prima volta alla fine degli anni Settanta e da allora sono state sempre
confermate. I cali più rilevanti si sono verificati sopra l'Antartide dove la
concentrazione dell'ozono scende temporaneamente ogni primavera, dando origine a
un "buco di ozono". Le dimensioni di questo sembrano in aumento, e un
fenomeno simile sembra presentarsi anche sulla zona artica.
Le sostanze chimiche che più direttamente sono state collegate al fenomeno
sono i clorofluorocarburi, CFC (v. fluorocarburi), largamente usati come
propellenti negli aerosol, come refrigeranti, agenti schiumogeni per involucri
di plastica e fluidi detergenti. Nel 1987 il Protocollo di Montréal raccomandò
una riduzione dell'uso dei CFC. Nel 1989-93 nazioni hanno stipulato un ulteriore
accordo per mettere fine alla loro produzione e per aiutare i paesi più poveri
a rivedere le proprie tecnologie in conformità di questo orientamento. Le
sostanze cui finora si è pensato come possibili sostituti sono sia meno
versatili che più costose rispetto ai CFC. In base alle rilevazioni effettuate
dal satellite Earth Probe della NASA, il buco, esteso nella zona
antartica per circa 27 milioni di chilometri quadrati nel settembre del 1998,
nello stesso mese del 1999 ha ridotto la propria dimensione di 6 milioni di
chilometri quadrati. Le osservazioni scientifiche non lasciano però supporre
che una diminuita estensione del buco indichi di per sé che i livelli di ozono
si stiano riequilibrando; la diminuzione osservata sull'Antartide potrebbe
infatti attribuirsi a variazioni annuali delle condizioni meteorologiche.
D'altra parte, il satellite ERS-2 dell'Agenzia Spaziale Europea ha registrato,
alla fine del novembre del 1999, nella stratosfera sopra l'Europa
nord-occidentale, un valore del livello di ozono inferiore di un terzo a quello
osservato normalmente in quel periodo dell'anno. Anche in questo caso si
potrebbe però trattare di variazioni casuali di cui solo ora si comincia ad
avere registrazione.
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