Interacção radiação-matéria A temperatura da atmosfera terrestre depende de dois parâmetros: a) proximidade em relação ao solo (o ar junto ao solo é mais quente) e b) radiações solares que a atravessam: as radiações solares ao atravessarem a atmosfera e colidirem com as partículas aí existentes transferem energia para elas. Esta absorção de energia pode causar dois efeitos: - efeito térmico- as partículas utilizam a energia absorvida para aumentar a sua energia cinética, o que faz aumentar a sua temperatura; - efeito químico - as partículas absorvem a energia das radiações, a qual servirá para desencadear reacções químicas. Na ausência de efeito químico, a variação da temperatura com a altitude seguiria o gráfico ao lado. O aumento (inesperado) de temperatura na estratosfera deve-se à interacção química e térmica entre a radiação ultravioleta e os gases aí existentes. O efeito químico da radiação pode ser: a) Quebra de ligações nas moléculas; e b) Ionização de átomos ou de moléculas. A estas reacções desencadeadas pela luz chamam-se reacções fotoquímicas ou fotólises. Da ruptura de ligações, ou seja da dissociação de moléculas, resultam radicais livres – espécies muito reactivas por terem um electrão desemparelhado, que se representa por uma pinta. O mais abundante é o OH•. Por ser muito reactivo, desencadeia reacções químicas noutras moléculas da atmosfera e também nas células. Os seus efeitos são reacções inflamatórias, envelhecimento e até mutações nas células. 1 Interacção radiação-matéria II Para uma molécula se dissociar, é necessário que a radiação que nela incide tenha, no mínimo, um certo valor de energia, a que se chama energia de dissociação. Por exemplo, a energia de dissociação da molécula de oxigénio é 8,3 x10-19 J, pelo que a radiação que nela incide terá de ter, no mínimo, esta energia para provocar a reacção O2 → O• + O•. Na Estratosfera ocorrem, principalmente, dissociação de moléculas. Se a radiação tiver energia igual ou superior à energia mínima de remoção de uma partícula, esta absorve essa energia e perde um electrão, ionizando-se. Por exemplo, O2 → O2+ + e-. Pelo facto de as energias de ionização serem relativamente elevadas (> 10-18 J), as ionizações são mais frequentes na Termosfera e menos na Mesosfera. Na Estratosfera, as radiações aí absorvidas têm energia suficiente para dissociar grande parte das moléculas dos gases aí existentes, mas não para as ionizar. Na Termosfera, as radiações aí absorvidas são mais energéticas e suficientes para formar iões (daí também se chamar Ionosfera à parte inferior da Termosfera). A atmosfera funciona como filtro da radiação solar; deixa passar as radiações de energia mais baixa e retém (absorve) as de energia superior. 2