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Ozono

O ozono, cuja fórmula química é O3, é um gás azul pálido, muito venenoso e com um odor desagradável (possivelmente devido à formação de óxidos de azoto). É uma forma alotrópica do oxigénio, sendo a sua molécula constituída por três átomos de oxigénio, enquanto o oxigénio vulgar é constituído por dois átomos. O ozono forma-se nas camadas baixas da atmosfera (ozono estratosférico) por descargas eléctricas num meio contendo oxigénio e sobretudo na parte inferior da estratosfera, a uma altura de 12-40 km (ozonosfera) por acção da radiação solar ultravioleta de onda curta, segundo a reacção 3O2 → 2O3 - 287,84 kJ. Por uma reacção inversa à anterior, absorve radiação ultravioleta convertendo-se em oxigénio molecular.
É devido ao ozono o cheiro característico comum nas proximidades de mecanismos eléctricos
Embora seja na estratosfera que ocorrem as principias reacções de formação e de decomposição do ozono, este também possui um papel central na química da troposfera.
Uma das principais reacções de formação de ozono na troposfera (ozono troposférico) ocorre quando o dióxido de azoto (NO2) é decomposto por acção da luz (fotólise). Uma vez formado, o ozono pode reagir com o monóxido de azoto (NO), regenerando o dióxido de azoto.
Sendo mais activo que o oxigénio diatómico e um bom agente oxidante, o ozono é utilizado na purificação de água e na esterilização de ar, para branquear ou descolorar óleos, ceras, farinha e marfim e na ozonólise de fenóis e de olefinas.
A sua presença na chamada camada de ozono, uma das camadas superiores da atmosfera, permite absorver uma parte importante da radiação ultravioleta que atinge a Terra e que, se não fosse parcialmente retida, prejudicaria seriamente todas as formas de vida. No entanto, o ozono produzido pela indústria e libertado pelos escapes dos automóveis nas camadas inferiores da atmosfera é um poluente, responsável, por exemplo, por problemas respiratórios.
Sendo tóxico, mesmo em pequenas concentrações, produz uma forte irritação das mucosas e transtornos no sistema nervoso central, podendo também danificar as plantas. A sua toxicidade deve-se em parte à destruição oxidativa dos ácidos gordos insaturados.
O ozono é obtido tecnicamente por descarga eléctrica no seio do oxigénio num aparelho denominado ozonizador. É o mais forte oxidante conhecido, juntamente com o flúor. A sua acção contribui para que os compostos inorgânicos atinjam o seu estado de máxima oxidação e reage com os alcenos adicionando-se à ligação dupla para formar ozonidos.

(Ver Filme)

O buraco na camada de ozono

Apesar dos gases que prejudicam a camada de ozono serem emitidos em todo o mundo – 90% no hemisfério norte, principalmente resultantes da actividade humana – é na Antárctica que a falha na camada de ozono é maior. A área do buraco de ozono é definida como o tamanho da região cujo ozono está abaixo das 200 unidades Dobson (DUs - unidade de medida que descreve a espessura da camada de ozono numa coluna directamente acima de onde são feitas as medições): 400 DUs equivale a 4 mm de espessura. Antes da Primavera na Antárctica, a leitura habitual é de 275 DUs.

O buraco na camada de ozono é um fenómeno que ocorre somente durante uma determinada época do ano, entre Agosto e início de Novembro. Quando a temperatura se eleva na Antárctica, em meados de Novembro, a região ainda apresenta um nível abaixo do que seria considerado normal de ozono.

No decorrer do mês, em função do gradual aumento de temperatura, o ar circundante à região onde se encontra o buraco inicia um movimento em direcção ao centro da região de baixo nível do gás.

Desta forma, o deslocamento da massa de ar rica em ozono (externa ao buraco) propicia o retorno aos níveis normais de ozonificação da alta atmosfera fechando assim o buraco.

A Organização Meteorológica Mundial (WMO), no seu relatório de 2006, prevê que a redução na emissão de CFCs (Ver Filme), resultante do Protocolo de Montreal, resultará numa diminuição gradual do buraco de ozono, com uma recuperação total por volta de 2065. No entanto, essa redução será mascarada por uma variabilidade anual devida à variabilidade da temperatura sobre a Antárctica. Quando os sistemas meteorológicos de grande escala, que se formam na troposfera e sobem depois à estratosfera, são mais fracos, a estratosfera fica mais fria do que é habitual, o que causa um aumento do buraco na camada de ozono. Quando eles são mais fracos (como em 2002), o buraco diminui.

 

Relação com a temperatura

As constantes temperaturas frias do Inverno que se sentem no Pólo Sul contribuem para a formação de nuvens polares estratosféricas que incluem moléculas contendo cloro e bromo. Quando a Primavera polar chega (Setembro), a combinação da luz solar com aquelas nuvens leva à formação de radicais de cloro e bromo que quebram as moléculas de ozono, com consequente destruição da camada do ozono. Quanto mais frio é o Inverno antárctico mais afectada é a camada do ozono. Em 2002, as dimensões sofreram um decréscimo e o “buraco” foi mesmo dividido em duas partes distintas, devido a uma vaga de calor sem precedentes na região, foi o menor buraco do ozono desde 1988, como se pode ver na seguinte figura.

Com efeito, no ano 2000, as dimensões do “buraco” da camada de ozono atingiram um valor máximo de 27 a 28 milhões de km2 , devido a um Inverno particularmente frio. Tudo isto nos leva a crer que, enquanto anteriormente se pensava que este fenómeno era totalmente independente das emissões dos gases de estufa, tais como o dióxido de carbono, os dois fenómenos podem, de facto, estar relacionados. Isto porque o aquecimento climático é acompanhado de um arrefecimento da alta atmosfera em altitude, o que pode acelerar a destruição da camada de ozono. Anteriormente à descoberta da possível correlação entre estes dois fenómenos estimava-se que a recuperação da camada de ozono não deveria começar a ocorrer antes de 2010-15, e que a recuperação completa dessa mesma camada só poderia começar a ser esperada cerca de 2050-60. A eventual correlação entre os dois fenómenos poderá resultar na revisão, para mais longe, destas expectativas, a menos que o Protocolo de Kyoto venha a ter resultados positivos em breve, sobre a diminuição das emissões de gases com efeito de estufa. O buraco do ozono persiste normalmente até Novembro/Dezembro, quando as temperaturas regionais aumentam. O tempo exacto e amplitude do buraco de ozono na Antártida dependem de variações meteorológicas regionais.

O buraco do ozono não se restringe à Antártida. Um efeito similar, mas mais fraco, tem sido detectado no Árctico e também noutras regiões do planeta, a camada de ozono tem ficado mais fina, permitindo a intensificação dos raios UV e o aparecimento de novos buracos que poderão surgir sobre qualquer latitude.

 

Evolução ao longo dos anos

Em 1985, os cientistas identificaram uma zona mais fina da camada do ozono sobre a Antártida durante os meses de Primavera que ficou conhecida como “buraco do ozono”. As provas científicas mostram que os compostos químicos de origem humana são responsáveis pela criação do buraco do ozono Antárctico e são provavelmente responsáveis importantes pelas perdas globais de ozono. As substâncias destruidoras de ozono (Ozone Depleting Substances, ODS) têm sido usadas em muitos produtos que tiram partido das suas propriedades físicas (ex. CFCs têm sido usados como gases comprimidos em aerossóis e refrigerantes). Pensa-se que a camada de ozono se está a degradar a uma taxa de 5% a cada 10 anos sobre a Europa do Norte, com essa degradação a estender-se a sul ao Mediterrâneo e ao sul dos EUA. Contudo, a degradação do ozono sobre as regiões polares é a mais dramática manifestação do efeito global geral. Os níveis de ozono sobre o Árctico na Primavera de 1997 diminuíram 10% desde 1987, apesar da redução da concentração de CFCs e outros compostos industriais que destroem o ozono quando expostos à luz solar. Acredita-se que isto pode dever-se a um vortex de ar frio em expansão formado na baixa estratosfera sobre o Árctico, conduzindo a um aumento do ozono destruído. Prevê-se que um buraco sobre o Árctico do tamanho do que se encontra sobre a Antártida possivelmente se torne uma ameaça ao hemisfério norte por várias décadas. Ainda em 1997 o buraco do ozono antárctico cobria 24 Mkm2 em Outubro, com uma média de 40% de degradação do ozono e com os níveis de ozono na Escandinávia, Gronelândia e Sibéria alcançando uns sem precedentes 45% de degradação em 1996. O tamanho do buraco na camada do ozono em Outubro de 1998 era 3 vezes o tamanho dos EUA, maior do que jamais houvera sido. No Outono de 2000, o buraco na camada de ozono era o maior de sempre. Os observadores houveram esperado que o seu nível em 1998 era devido ao El Niño e que não seria excedido. Desde a descoberta do fenómeno de destruição da camada de ozono nos anos 80, que os satélites têm monitorizado a concentração do ozono estratosférico no planeta Terra, como é o caso do Envisat, da Agência Espacial Europeia, lançado em Março de 2002, e utilizado actualmente para essa missão, elaborando modelos de previsão a partir de dados recebidos. Na figura seguinte pode visualizar as previsões de concentração de ozono estratosférico no mundo, para o dia 16 de Setembro de 2004.

 

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