Química del Ozono Estratosférico
La química del ozono estratosférico explica cómo se forma la capa de ozono, cómo se regula naturalmente y cómo se agota mediante ciclos catalíticos que involucran especies de cloro, bromo y nitrógeno.
Definition
La fotoquímica del ozono en la estratosfera, incluyendo su formación a partir de oxígeno molecular y su destrucción catalítica por especies radicales traza.
Scope
Este tema abarca el mecanismo de Chapman para la formación de ozono, los ciclos catalíticos HOx, NOx, ClOx y BrOx que destruyen el ozono, la química heterogénea en las nubes estratosféricas polares que produce el agujero de ozono, y el papel de las sustancias que agotan el ozono y su regulación.
Core questions
- ¿Cómo se produce y se destruye el ozono en la estratosfera no perturbada?
- ¿Por qué los radicales de cloro y bromo destruyen el ozono catalíticamente?
- ¿Qué hace que el agujero de ozono antártico sea estacional y tan severo?
- ¿Qué sustancias dominan ahora el agotamiento del ozono a medida que disminuyen los halocarbonos regulados?
Key theories
- Ciclo de Chapman
- El ozono se forma por fotólisis de oxígeno molecular seguida de recombinación, y se destruye por fotólisis y reacción con oxígeno atómico, estableciendo un perfil de ozono en estado estacionario natural.
- Destrucción catalítica de ozono por halógenos
- Los radicales de cloro y bromo liberados de los halocarbonos destruyen catalíticamente el ozono, con la activación heterogénea en las nubes estratosféricas polares explicando el agujero de ozono antártico en primavera.
Mechanisms
Los ciclos catalíticos regeneran el radical destructor, por lo que una pequeña reserva de cloro o bromo destruye muchas moléculas de ozono. En el invierno polar, las reacciones en las partículas de las nubes convierten las especies de reserva inertes en formas fotolíticamente activas, lo que al amanecer impulsa una rápida pérdida de ozono por el dímero de ClO.
Clinical relevance
La química informó directamente el Protocolo de Montreal, que eliminó gradualmente las principales sustancias que agotan el ozono. Con la disminución de esas sustancias, el óxido nitroso se ha convertido en la emisión dominante restante que agota el ozono, vinculando la protección del ozono con la agricultura y la política climática.
History
Crutzen, Molina y Rowland establecieron la teoría del agotamiento catalítico en la década de 1970, y la inesperada detección en 1985 del agujero de ozono antártico la confirmó y amplió a través de la química heterogénea polar, lo que les valió un Premio Nobel en 1995.
Key figures
- Sydney Chapman
- Paul J. Crutzen
- Mario J. Molina
- F. Sherwood Rowland
Related topics
Seminal works
- farman1985
- ravishankara2009
- finlaysonPitts2000
Frequently asked questions
- ¿Se está recuperando el agujero de ozono?
- Las observaciones indican una recuperación gradual tras la eliminación progresiva de las sustancias que agotan el ozono por el Protocolo de Montreal, aunque se espera que la recuperación total tarde décadas.