Oson

(Saesneg: ozone)

Nwy sydd yn bresennol yn atmosffer y Ddaear, ac sydd wedi’i ffurfio o dri atom o ocsigen (oxygen) (O3).

Darganfuwyd y nwy oson, a enwir ar ôl y gair Groegaidd am arogl (smell), yn 1839 can C. F. Schöbein. Fodd bynnag, ni chafodd ei fodolaeth yn yr atmosffer ei gydnabod tan 1850, nac ychwaith yr haen oson tan ddechrau’r ugeinfed ganrif.

Caiff oson ei greu a’i ddinistrio’n gyson drwy adweithiau cemegol naturiol yn y stratosffer. Y mae ocsigen yn dueddol o fodoli fel ocsigen moleciwlar (O2) yn yr atmosffer. Pan gaiff ymbelydredd uwchfioled (sef ymbelydredd solar â thonfedd (wavelength) rhwng 2.4 a 3.2 x 10-7 m) ei amsugno gan yr ocsigen moleciwlar, mae’r ocsigen moleciwlar yn gwahanu i ffurfio dau atom o ocsigen. Mae gan ocsigen atomig (O) le i ddau le gwag i electronau yn ei blisgyn electron (electron shell) allanol. Golyga hyn fod ocsigen atomig yn methu bodoli am hir fel atom rhydd. Er mwyn cael plisgyn electron allanol llawn, mae ocsigen yn uno ag elfennau neu gyfansoddion i rannu’r pâr o electronau ychwanegol gofynnol. Weithiau, yr elfen ofynnol hon yw atom arall o ocsigen, i ffurfio ocsigen moleciwlar (O2). Ar adegau prin arall, fodd bynnag, a thua miliwn gwaith yn llai cyffredin, y sylwedd arall yw ocsigen moleciwlar, a chaiff moleciwl o oson ei greu. Yn syml, O + O2 → O3. Gelwir y broses hon o ffurfio oson yn ffotolysis (photolysis).

Wrth i oson amsugno ymbelydredd uwchfioled, y mae’n derbyn digon o egni i oresgyn y rhwymau cemegol sy’n cysylltu’r tri atom, proses a elwir yn ffotoddatgysylltiad (photodissociation). Yn syml, O3 → O2 + O. Sylwer bod heulwen yn hanfodol ar gyfer cynhyrchiad oson (wrth i ymbelydredd uwchfioled wahanu ocsigen moleciwlar) a’i ddinistrio (gan ymbelydredd uwchfioled), felly nid yw’r adweithiau’n medru digwydd mewn tywyllwch. Er mai dyma’r broses fwyaf adnabyddus o ddinistrio oson naturiol, y mae ocsidiau hydrogen a nitrogen, ymysg eraill, hefyd yn troi oson yn ôl i ocsigen. Y mae ffurfiant a distryw oson yn yr atmosffer yn hafal o dan amodau naturiol ac yn cadw mewn cydbwysedd; caiff tua biliwn tunnell ei ffurfio a’i ddinistrio’n naturiol pob blwyddyn. Yr adweithiau cemegol yma sydd bennaf gyfrifol am atal mwyafrif yr ymbelydredd uwchfioled mwyaf niweidiol rhag cyrraedd wyneb y ddaear. Rhennir ymbelydredd uwchfioled (UV) i dri israniad, o’r enw UV-A, UV-B ac UV-C. UV-A yw’r ymbelydredd sy’n hirach na 3.2 x 10-7 m, ac nid yw’n cael ei amsugno gan oson o gwbl; UV-B sydd â thonfedd o 2.8-3.2 x 10-7 m ac fe’i hamsugnir i raddau gan oson, tra bod gan UV-C tonfedd o 2.4-2.8 x 10-7 m ac yn cael ei amsugno bron i gyd gan oson. Felly UV-C ac UV-B sydd yn bennaf gyfrifol am gynhyrchiad a distryw oson naturiol.

Caiff crynodiad oson yn y golofn oson (ozone column), sef y golofn o atmosffer uwchben 1 cm2 o arwynebedd y ddaear, ei fesur mewn Unedau Dobson (UD). Y mae 1 UD yn cyfateb i 2.69 x 106 moleciwl o oson. Nid yw crynodiad oson yn hafal ar draws y byd gan ei fod, yn naturiol, ar ei leiaf yn y trofannau (dim mwy na thua 200-250 UD) ac ar ei fwyaf ger y pegynau (tua 400-500 UD yn ystod y gaeaf). Bodola’r patrwm lledredol hwn oherwydd cylchrediadau atmosfferig sydd yn cludo aer o’r trofannau, lle crëwyd yr oson, i’r pegynau. Ceir amrywiaeth tymhorol naturiol, yn ogystal, wrth i oson grynhoi yn y lledredau uchaf o ganlyniad i ddiffyg heulwen yn ystod y gaeaf. Ceir mewnbwn o oson o’r trofannau i’r pegynau ond nid yw’r oson yn cael ei ddinistrio yn nhywyllwch y gaeaf pegynol.

O ganlyniad i ymyrraeth dynoliaeth, fodd bynnag, ceir lefelau o ond tua 350 UD yn ystod y gaeaf yn hemisffer y de. Y mae gweithredoedd pobl yn cynyddu’r crynodiad (concentration) o rai sylweddau sy’n medru cyflymu’r gyfradd o ddinistrio oson yn y stratosffer: ocsidiau o nitrogen, hydrogen, bromid a chlorin. Y mae’r anghydbwysedd hwn wedi arwain at ddarwagiad oson a thwll yn yr haen oson, sef y twll oson.

Yn isel yn yr atmosffer, sef yn y troposffer, y mae crynodiad oson wedi cynyddu oherwydd adweithiau ffotocemegol ar lygryddion anthropogenig. Gall crynodiadau uchel o oson yn y troposffer niweidio llystyfiant, iechyd pobl ac anifeiliaid, a difrodi rwber a phlastig.

Llyfryddiaeth

Avallone, L.M. (2005) Ozone. World Book Online Reference Center. World Book, Inc. [[1]]

Goudie, A.S. (2000) Ozone, Yn Thomas, D.G. a Goudie, A. (Gol) The Dictionary of Physical Geography, Blackwell, Rhydychen, t. 352.

Reid, S.J. (2000) Ozone and Climate Change: A Beginner’s Guide, Gordon and Breach Science Publishers, Amsterdam, t. 53-128.