Lapisan ozon

Ozon (O₃) merupakan sebatian yang terdiri daripada tiga atom oksigen setiap molekul. Pada suhu dan tekanan biasa ia berbentuk gas biru. Ozon membentuk cecair biru tua pada suhu bawah -112 C, dan cecair biru tua gelap pada suhu di bawah -193 C. Ozon dijumpai oleh Christian Friedrich Schonbein pada tahun 1840. Ozon diketahui berupaya menyerap radiasi UV-B. Ozon terbentuk secara semulajadi di lapisan ozon. Lapisan ozon terhakis oleh klorofluorokarbon (CFC). Secara semulajadi, ozon terhasil melalui tindak balas cahaya ultra-lembayung dengan atmosfera Bumi dan membentuk satu lapisan ozon pada ketinggian 50 kilometer.

Lapisan ozon

Lapisan ozon ini wujud di antara lapisan stratosfera dan mesosfera dan melindungi Bumi daripada sinaran ultra-lembayung. Bagaimanapun sekiranya ozon terhasil di permukaan Bumi seperti melalui asap kenderaan, ozon boleh membahayakan kesihatan. Sekiranya lapisan ozon tiada, banyak kehidupan di Bumi akan pupus termasuk manusia. Oleh itu ramai orang merasa bimbang apabila terdapat laporan wujudnya lubang pada lapisan ozon di Kutub-kutub Utara dan Selatan.

Kegunaan lapisan ozon

Ozon didapati dengan banyaknya pada aras stratosfera, dalam kawasan yang juga dikenali sebagai lapisan ozon. Di sini ozon menapis cahaya lampau ungu dari sinaran matahari yang merbahaya kepada kehidupan di Bumi. Cara standard mengukur jumlah ozon di atmosfera ialah dengan menggunakan unit Dobson. Ozon digunakan dalam perkilangan diukur dengan ppm (parts per million - bahagian per sejuta) (sebagai contoh dedahan OSHA), dan peratus berat.

Lubang ozon

Lubang ozon di Antartika disebabkan oleh penipisan lapisan ozon antara altitud tertentu seluruh Antartika pada musim bunga. Penipisan tersebut dikesan setiap tahun sejak sedekad yang lalu. Pembentukan 'lubang' tersebut berlaku setiap bulan September dan pulih ke keadaan normal pada lewat musim bunga atau awal musim panas.
Dalam bulan Oktober 1987, 1989, 1990 dan 1991, lubang ozon yang dalam telah diperhatikan bagi seluruh kawasan Antartika dengan kenaikan 60% pengurangan ozon berbanding dengan paras lubang pra-ozon. Dalam Oktober 1991, paras terendah atmosfera ozon yang pernah direkodkan telah berlaku di seluruh Antartika.
Terdapat dua sebab utama bagi 'lubang' – peningkatan CFC dikesan di atmosfera, dan keunikan persekitaran kajicuaca pada musim sejuk seluruh Antartika.
Antara altitud tertentu di Antartika, suhu stratosfera yang sejuk membenarkan kristal ais terbentuk. Dalam awan tersebut, molekul klorin dibebaskan dari CFC semasa kegelapan kutub sejuk. Molekul klorin ini bertindak balas dengan O₃ (ozon) dengan itu menguraikan ozon dan menipiskan lapisan Ooon. Apabila sinaran matahari bermula pada bulan September di seluruh Antartika, bilangan molekul-molekul klorin ini akan berkurangan akibat tindakan ultraungu (uv) kerana pembentukan atom klorin pemusnah ozon.

Kitaran ozon

Jumlah ozon dalam atmosfera berubah mengikut lokasi geografi dan musim. Ozon disukat dalam unit Dobson (Du) di mana, sebagai contoh, 300 Du setara dengan 3 mm tebal lapisan ozon yang tulen jika dimampat ke tekanan paras laut.
Sebahagian besar ozon stratosfera dihasilkan di kawasan tropika dan diangkut ke latitud yang tinggi dengan skala-besar putaran atmosfera semasa musim sejuk hingga musim bunga. Umumnya kawasan tropika memiliki ozon yang rendah.
Molekul ozon juga tidak stabil dan apabila terkena sinaran lampau ungu, ozon akan terurai kepada molekul O₂ dan satu atom oksigen, proses berkekalan yang dikenali sebagai kitaran ozon-oksigen. Kitaran ini mampu dihentikan oleh atam klorin, florine, atau bromin dalam atmosfera; bahan ini di dapati dalam sebatian stabil terutamanya kloroflorokarbon yang mampu sampai ke stratosfera dan terurai oleh sinaran lampau ungu. Kitaran NOₓ bagi pembentukan ozon juga boleh diganggu oleh air di paras atmospherik, menukar NOₓ kepada bentuk yang lebih stabil.

Kerosakan lapisan ozon

Kerosakan lapisan ozon dipercayai disebabkan gas buatan manusia, iaitu hidrokarbon halogenat (yang dihalogenkan) yang sangat stabil dan boleh sampai pada lapisan ozon. Hidrokarbon halogenat akan menguraikan molekul ozon dan menghasilkan klorin.
Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah pengenalan kloroflorokarbon (CFC) buatan manusia yang meningkatkan kadar penyingkiran ozon menyebabkan kemerosotan beransur-ansur dalam paras ozon global. CFC digunakan oleh masyarakat moden dengan pelbagai cara, sama ada dalam peti sejuk, bahan dorong dalam penyembur, pembuatan busa dan bahan pelarut terutamanya bagi kilang-kilang elektronik.
Hayat bagi CFC bermaksud bahawa satu molekul yang dibebaskan hari ini boleh wujud 50 hingga 100 tahun dalam atmosfera sebelum dihapuskan. Bagi tempoh kira-kira 5 tahun, CFC bergerak naik dengan perlahan ke dalam stratosfera (10 – 50 km). Di atas lapisan ozon utama, pertengahan julat ketinggian 20 – 25 km iaitu kurang daripada julat sinar ultraungu diserap oleh ozon. Molekul CFC terurai setelah bertindak balas dengan sinaran ultraungu, dan membebaskan atom klorin. Atom klorin ini juga berupaya untuk memusnahkan ozon dan menghasilkan lubang ozon.