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El papel de la capa de ozono en la absorción de rayos UV

1910
  • Charles Fabry
  • Henri Buisson
Escena de laboratorio con Charles Fabry y Henri Buisson estudiando la absorción de ozono en 1910.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La capa de ozono estratosférico de la Tierra es crucial para la vida, ya que absorbe una parte significativa de la dañina radiación solar. radiación ultravioleta. It completely blocks the most energetic UVC rays, absorbs about 95% of UVB rays, and allows most of the less harmful UVA los rayos solares. Este efecto de filtrado protege a la vida terrestre de graves daños en el ADN.

La capa de ozono es una región de la estratosfera terrestre, aproximadamente entre 15 y 35 kilómetros por encima de la superficie, con una elevada concentración de moléculas de ozono (O3). Su mecanismo de protección se basa en un proceso fotoquímico continuo conocido como ciclo ozono-oxígeno. Cuando la alta energía UVC and UVB radiation strikes an ozone molecule, it splits the molecule into an ordinary oxygen molecule (O2) and a free oxygen atom (O). The formula for this photodissociation is [latex]O_3 + h\nu_{(\lambda < 310nm)} \longrightarrow O_2 + O[/latex]. The free oxygen atom can then recombine with another oxygen molecule to form ozone again, releasing heat in the process: [latex]O_2 + O \longrightarrow O_3[/latex]. This cycle effectively converts harmful UV radiation into thermal energy, warming the stratosphere. The absorption is wavelength-dependent. UVC (100-280 nm) is completely absorbed. UVB (280-315 nm) is strongly but incompletely absorbed, with absorption decreasing as wavelength increases. UVA (315-400 nm) is only weakly absorbed. The discovery of the Antarctic ozone hole in the 1980s revealed that man-made chemicals, particularly chlorofluorocarbons (CFCs), were disrupting this natural cycle by introducing chlorine and bromine atoms that act as catalizadores to destroy ozone, leading to increased UVB radiation at the surface and prompting international action like the Montreal Protocol.

UNESCO Nomenclature: 2505
- Geofísica

Tipo

Fenómeno natural

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento del elemento oxígeno
  • Descubrimiento del ozono por Christian Friedrich Schönbein en 1840
  • Desarrollo de ultravioleta espectroscopia
  • Comprensión de la estructura en capas de la atmósfera terrestre

Aplicaciones

  • Protocolo de Montreal para regular las sustancias que agotan la capa de ozono
  • Desarrollo de refrigerantes y propulsores seguros para la capa de ozono
  • public health campaigns for sun protection (UV index)
  • Monitoreo satelital del agujero de ozono
  • cambio climático modelado

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Drones de gran altitud que liberan catalizadores regeneradores de ozono en áreas agotadas
  • microbios modificados genéticamente diseñados para descomponer sustancias que agotan la capa de ozono en la atmósfera
  • Un sistema global de pronóstico del índice UV en tiempo real basado en datos satelitales de ozono en vivo.
  • Materiales de construcción y revestimientos urbanos que reflejan los rayos UV para reducir el efecto de isla de calor urbana y la exposición a los rayos UV.
  • Sensores satelitales avanzados capaces de mapear las concentraciones de ozono con mayor resolución
  • Desarrollo de alternativas biodegradables a todos los productos químicos que agotan la capa de ozono
  • educativo realidad aumentada apps that visualize the ozone layer and uv radiation in real-time
  • Catalizadores activados por rayos UV para descomponer contaminantes a nivel del suelo
  • Sensores UV personales que alertan a los usuarios cuando la disminución de la capa de ozono local provoca niveles peligrosos de UV.
  • Avión propulsado por energía solar diseñado para operar continuamente en la estratosfera para el monitoreo atmosférico.
Relacionado con: capa de ozono, estratosfera, absorción UV, UVC, UVB, ciclo ozono-oxígeno, protocolo de Montreal, CFC, cáncer de piel, ciencias medioambientales.

Contexto histórico

El papel de la capa de ozono en la absorción de rayos UV

1800
1838
1872
1910
1940
1940
1946
1650
1800
1852
1900
1912
1940
1940
1950

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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