오존층

오존층()은 지구, 화성, 금성 따위의 행성 대기권에서 관찰되는 공기층으로 상대적으로 높은 함량의 오존을 포함한다. 지구에서, 이 공기층은 단파 자외선을 흡수하는 성질이 있어 실질적으로 지표에 도달하는 자외선량이 급감하여, 그 결과 육상생물이 출현하는 계기가 되었다. 오존층은 프랑스 물리학자 찰스 패브리와 헨리 뷔슨에 의해 1953년 발견되었다. 영국 기상학자 G.M.B.답슨이 자세히 관측하였다. 답슨은 땅에서 성층권 오존을 측정하기 위해 사용될 수 있는 단순한 분광 광도계(Spectrophotometer)를 개발하였다. 답슨은 1928년부터 1958년까지 오늘날까지 이어져온 세계적인 오존 관찰 체계를 구성하였다.

오존의 근원 
오존을 발생시키는 광화학 메커니즘은 1930년 영국 물리학자 시드니 채프먼에 의해 밝혀졌다. 지구의 성층권 내의 오존은 자외선에 의한 산소분자의 분리에 의해 생성된다.

산소 원자는 그 후 부서지지 않은 산소 분자와 결합하여 오존을 발생시킨다. 오존 분자 역시 불안하나 성층권에서는 수명이 길다. 그리고 자외선이 오존과 부딪히면 그것은 다시 산소 분자와 산소 원자로 나뉘며 오존 산소 싸이클이라는 과정을 계속하게 된다. 이것은 성층권내에 지표로부터 약 10km에서 50km까지의 영역에 오존층을 만든다.

우리 대기내의 오존의 약 90%가 성층권에 들어 있다. 오존 농도는 지표로부터 15~40km 부근에 최대인데 그곳에서 오존의 농도는 2~8ppm이다. 만약 오존의 모두가 해수면 공기압력으로 압축되면 수mm 두께에 지나지 않는다.

대기중의 오존의 10%는 대류권에 포함되어 있는데 그곳에서 우리 기상의 모두가 발생한다. 대류권 오존은 두가지 근원이 있다. 약 19%는 성층권에서 내려온 것인 반면 나머지는 다른 메커니즘으로 더 적은 비율로 발생된 것이다.

화학적 기술
 O2 + ℎνuv → 2 O
 O + O2 ↔ O3

오존층의 발견 

오존층의 발견은 성층권의 발견과 함께했다는 것에는 논란이 있다. 성층권의 발견은 19세기 후반에 들어서 열기구를 이용한 대기중의 태양광 분석 실험이 실시되기 시작하면서 부터였다.

대기중에서는 파장이 150~320nm인 자외선을 관측할 수 있지만 지표에서는 거의 관측이 되지 않았다.

이로써 과학자들은 대기중에 파장이 150nm~320nm인 자외선을 흡수하는 것이 있다는 것을 추론할 수 있었다.

그 후 여러 과학자들에 의해 오존의 생성과 파괴시 150 ~ 320nm의 자외선을 흡수한다는 것이 밝혀졌다.

자외선 빛과 오존 
오존층에서 오존의 농도가 매우 작더라도 이것은 태양으로부터 방출되는 생물학상에 해로운 자외선 복사를 흡수하기 때문에 실로 삶에 중요하다.
자외선 복사는 이것의 파장에 의거하여 3가지의 범주로 나뉜다: UV-A(400-315nm), UV-B(315-280nm), 그리고 UV-C(280-100nm)
인간에게 매우 해로운 UV-C는 대략 35km의 고도에 오존에 의해 완전히 차단된다. 피부에 유해하고 햇볕에 타는 주된 원이 되는 UV-B 복사에 과도하게 노출되면 유전학상의 손상을 유발하여 그 결과 피부암과 같은 문제가 생길 수 있다. 오존층은 UV-B의 차단에 매우 효율적이다: 지구의 표면에서 강한 290nm파장의 복사는 대기의 맨 꼭대기에서보다 350x10억배 더 약하다. 그럼에도 불구하고, 약간의 UV-B는 표면에 도달한다. 대부분의 UV-A는 표면에 도달하는데 이 복사는 주목할 정도로 유해하진 않지만 이것은 잠재적으로 유전학상의 손상을 유발할 수 있다.

오존홀 

오존홀은 극지 등의 오존층의 농도가 급격히 감소하는 것을 말한다.

같이 보기 
 대기
 염화불화탄소
 몬트리올 의정서 (오존층 보호)

각주 

대기
지구물리학
오존
오존층 파괴