オゾン層

オゾン層（オゾンそう）とは地球の大気中でオゾンの濃度が高い部分のことである。

オゾンは、地上から約20～50kmほどの成層圏に多く存在し、特に地上から20～25kmの高さで最も密度が高くなる。このオゾンの密度の高い層のことをオゾン層という。オゾンは、酸素原子が3個結合してできる分子である。成層圏中では、太陽からの紫外線によって酸素分子が光解離し酸素原子になる。この酸素原子と酸素分子が合成して、オゾンとなる。オゾンは人体には有害。

オゾン層は、太陽からの有害な紫外線（UV-B、UV-C）の多くを吸収し、地上の生態系を保護する役割を果たしている。しかし、現在、フロンなどの塩素を含む化学物質によってオゾン層が破壊されつつある。地上で排出されたフロンは、オゾン層まで達すると、紫外線によって分解し、塩素分子を放出する。この塩素分子は、たった1つでオゾン分子約10万個を連鎖的に分解していく。そのため、オゾン層は次々に破壊されていき、オゾンホールと呼ばれるオゾン密度が極端に薄くなった部分が出来た。このままオゾン層が破壊され地表に有害な紫外線が増えると、皮膚がん、結膜炎といった悪影響が人体に及ぼされることとなる。南極上空では、オゾンホールが毎年9～10月に現れることが知られている。また、気象庁の観測によると、日本上空においても、オゾンの減少傾向が確認されている。

これまでに放出されたフロンが成層圏に届くまでには数十年かかるので、オゾン層破壊はこれから更に進行する。というのは俗説である。実際、対流圏でフロン濃度が最大になってから成層圏でフロン濃度が最大になるのは、3～4年遅れるだけである。

成層圏において、塩素を含む化合物による触媒反応系はダイマー駆動機構（dimer-driven mechanism）と呼ばれ、次のように示される。

2({\rm C}l+{\rm O}_3) \rightarrow 2({\rm C}l{\rm O}+{\rm O}_2)

{\rm C}l{\rm O} +{\rm C}l{\rm O} + M \leftrightarrow {\rm C}l_2 {\rm O}_2 + M

{\rm C}l_2 {\rm O}_2+ h\nu \rightarrow {\rm C}l +{\rm C}l{\rm OO}

{\rm C}l{\rm OO} + M \rightarrow {\rm C}l + {\rm O}_2 + M

正味：

2{\rm O}_3 + h\nu \rightarrow 3{\rm O}_2

大気 | オゾン層破壊

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