Chúng ta đều biết bầu khí quyển quanh Trái Đất có nhiều tầng, trong đó có tầng ozone. Trong các tầng của khí quyển giữa các tầng trên và tầng dưới có nhiệt độ khác nhau rõ rệt. Giữa các khu vực khác nhau, nhiệt độ và thành phần của khí quyển cũng khác nhau.
Nguyên nhân chính là do ảnh hưởng của các bức xạ Mặt Trời đối với bầu khí quyển quanh Trái Đất. Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất một năng lượng bức xạ khổng lồ. Khi tia sáng Mặt Trời xuyên qua tầng khí quyển làm cho các chất khí xảy ra nhiều biến đổi vật lý và hoá học. Ví dụ với tầng khí quyển cao hơn 50 km, do chịu tác dụng chiếu xạ mãnh liệt của các tia tử ngoại, nitrogen và oxygen sẽ xảy ra sự phân giải khác nhau. Ở độ cao 100 km trở lên, các phân tử oxygen hầu hết biến thành trạng thái nguyên tử. Do hiện tượng khuếch tán, các nguyên tử oxygen sẽ va chạm với các phân tử ở tầng dưới, tạo thành phân tử ozone không màu nhưng có mùi hắc. Nồng độ của ozone tuỳ theo độ cao của tầng khí quyển. Thông thường ở các lớp không khí gần mặt đất, lượng khí ozone tương đối ít. Từ 10 km trở lên, lượng ozone tăng dần. Ở độ cao trong vòng 20 – 25 km, nồng độ ozone đạt giá trị cực đại, hình thành tầng ozone rõ rệt rồi giảm dần. Ở độ cao 60 km trở lên nồng độ ozone sẽ hết sức nhỏ. Ozone có khả năng hấp thụ lượng lớn tia tử ngoại trong ánh sáng Mặt Trời, giúp cho loài người và các sinh vật trên mặt đất không bị ảnh hưởng có hại của tia tử ngoại.
Có thể nói tầng ozone đã bảo vệ sự sống trên mặt đất. Theo dự tính của các nhà khoa học, khi lượng ozone giảm đi 10% thì người mắc bệnh ung thư da sẽ tăng gấp đôi.
Tầng ozone là do phần ánh sáng tử ngoại của Mặt Trời gây nên. Chính tầng ozone lại lọc và giữ lại phần lớn tia tử ngoại chiếu xuống mặt đất. Có thể nói đây là "kiệt tác" hết sức lý thú của tự nhiên. Nhưng vào năm 1985, các nhà khoa học đã phát hiện ở bầu trời Nam cực, lỗ thủng rất lớn trên tầng ozone, đây cũng lại là một “kiệt tác” của tia sáng Mặt Trời. Khi con người đã phát minh ra loại chất trong các máy làm lạnh - hợp chất họ freon - đang rất vui mừng, thì các tia tử ngoại của ánh sáng Mặt Trời lại phân huỷ các phân tử freon vốn rất bền. Sau khi phân giải sẽ hình thành các nguyên tử chlorine là các sát thủ lợi hại của tầng ozone. Rất nhiều phân tử ozone sẽ bị lượng rất ít nguyên tử chlorine tạo phản ứng dây chuyền dồn dập biến thành phân tử oxygen, vì vậy tầng ozone bị khoét thành lỗ thủng to lớn.
Ngoài việc phá thủng tầng ozone, tia sáng Mặt Trời còn gây nhiều tác dụng khác đối với các hợp chất trong khí quyển như: tác dụng oxi hoá - khử, tác dụng phân huỷ, phản ứng tạo hợp chất mới,…
Ngoài ra với tầng khí quyển trong vòng 12 km trở lại thuộc tầng đối lưu, do có các loại khí gây ô nhiễm xâm nhập vào tầng khí quyển như các khí thải của các nhà máy công nghiệp, khí thải ô tô, đã xảy ra các phản ứng hoá học phức tạp do tác dụng của ánh sáng Mặt Trời. Kết quả là đã sinh ra ozone, các aldehyde, mù sulfuric acid cùng các chất có hoạt tính khác.
Phan Thị Ngọc Trinh
(Giáo viên Hoá học - Trường Quốc tế Á Châu)