Hvordan dannes ozon?

Hvordan dannes ozon?

Uten ozon i stratosfæren ville det ikke vært liv på jorda. Ozonet beskytter oss mot strålingstypene UV-C og UV-B fra sola (lys med en bølgelengde på mindre enn 320 nm). Hvis denne strålingen hadde sluppet uhindret ned på jorda, ville cellene i dyr og planter bli ødelagt. I jordas historie kunne ozon oppstå etter utslipp av oksygen i atmosfæren for 2000-600 millioner år siden.

UV-lys forårsaker at ozon oppstår og ødelegges

I stratosfæren er det to former for oksygen: vanlig oksygen O2 som består av to O-atomer og ozon O3 som består av tre O-atomer. Ozon blir dannet når det energirike UV-lyset bryter bindingene mellom de to O- atomene i et oksygenmolekyl. Disse O-atomene er sterkt reaktive, og sammen med et oksygenmolekyl danner de ozon.

ozone photosynthesis

1. Dannelse av ozon: Ultrafiolett lys fra sola bryter opp oksygenmolekyler til enkeltatomer. Disse O-atomene reagerer med nye O2-molekyler og det dannes ozon. Et ekstra molekyl (M) er nødvendig for å absorbere de enorme mengdene energi som er involvert i reaksjonen.

På en tilsvarende måte ødelegges ozon av ultrafiolett lys fra sola. Bindingen i et ozonmolekyl blir brutt, og hvert oksygenatom reagerer med et annet ozonmolekyl og danner to oksygenmolekyler.

ozone photolysis

2. Nedbryting av ozon ved hjelp av ultrafiolett lys fra sola

Dannelse i tropene, opphoping i polare regioner

Fordi strålingen fra sola er sterkest over tropene, er det her mesteparten av ozonet dannes. Den sterke solstrålingen fører også til at den troposfæriske lufta oppvarmes mer, og stiger opp i høyden.

Selv om det dannes mye ozon i tropene, er ikke konsentrasjonene spesielt høye fordi den kraftige strålingen fører til at det blir nedbrutt igjen. Ozonet transporteres dessuten bort fra ekvator og mot polene. Det hoper seg opp i de polare regionene. Her er dessuten nedbrytningen av ozon mye mindre. Rett over polene er ozonverdien noe lavere igjen, spesielt under mørketiden om vinteren, når det ikke kommer sollys som kan forårsake ozondannelse.

ozone transport and distribution

3. Figuren til høyre viser ozontransport i teorien. Simuleringen viser den målte fordelingen av ozon mellom en pol og ekvator (lave verdier = blå, høye verdier = rød). Lufta med lite ozoninnhold i nærheten av ekvator stiger opp i høyden. Data fra GOME (DLR, IUP Bremen).

Ozon absorberer ultrafiolett stråling

Når den ultrafiolette strålingen forårsaker ozondannelse og ozonnedbrytning, blir strålingen absorbert av molekylene. Dette har tre konsekvenser:

1) Lyset når ikke de nederste delene av atmosfæren og jordoverflaten blir derfor beskyttet.
2) Mengden ozon som kan hope seg opp er begrenset. Med økende ozonkonsentrasjoner øker også sjansen for nedbrytning. Det blir en likevekt mellom dannelse og nedbrytning.
3) UV-lyset er energirikt. Denne energien omdannes til varmestråling og fører til en oppvarming av stratosfæren. Dette er årsaken til at temperaturtendensen snur i tropopausen.

ozone absorption in the UV range

4. Absorpsjon av sollys i UV-spekteret på grunn av ozon og andre kjemiske forbindelser i stratosfæren.
Kilde: Chemie Didaktik Uni Duisburg

Ozonlagets tykkelse

Begrepet ozonlag blir ofte misforstått. Ozonlag betyr at i forhold til troposfæren nedenfor og mesosfæren ovenfor, finner man en høyere konsentrasjon av ozonmolekyler i stratosfæren mellom 18 og 40 km over havet. Andelen ozon er imidlertid svært liten sammenliknet med nitrogen og oksygen. Ikke mer enn 10 av 1 million molekyler er ozon. Men fordi det er enda mindre ozon i troposfæren og 90 prosent av alt det atmosfæriske ozonet befinner seg i stratosfæren, kaller vi dette området for ozonlaget. Dette betyr ikke at det er en tynn hinne av ozon noe sted i atmosfæren.

Dobson-enheter (DU)

Ozon måles ofte i Dobson-enheter (DU). 300 DU er en typisk verdi. Hva innebærer det? Hvis vi ser for oss at alle ozonmolekylene i atmosfæren blir konsentrert i en tynn hinne på bakken, ville denne hinnen vært omlag 3 mm (= 300 DU) tykk. 1 DU = 0.01 mm hinne med ren ozon på bakken.

What is a Dobson Unit?

5. Visualisering av en Dobson-enhet. Kilde: Univ. of Cambridge Ozone Hole Tour.

Om denne siden:

Forfatter: Dr. Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry, Mainz
Pedagogisk kvalitetssikring: Michael Seesing - Univ. of Duisburg - 2003-07-02, Dr. Ellen K. Henriksen - Univ. of Oslo
Vitenskapelig kvalitetssikring: Dr. John Crowley - Max Planck Institute for Chemistry, Mainz 2004-05-06
pedagogisk utprøving: Hendrik Förster & students, Nordpfalz Gymnasium Kirchheim-Bolanden - March 2004
Oversatt og bearbeidet av Nicolai Steineger og Erik Steineger
last published: 2004-05-10

Last modified: Friday, 22 May 2020, 5:04 PM