Czy utracimy warstwę ozonową?

Czy utracimy warstwę ozonową?

Prawdopodobnie nie, ponieważ reakcja na groźbę utraty warstwy ozonowej jest najlepszym znanym mi przykładem współdziałania nauki i polityki.

Ozon jest cząsteczką złożoną z trzech atomów tlenu. Przeważająca jego część zlokalizowana jest w warstwie atmosfery znajdującej się 20-30 kilometrów nad powierzchnią ziemi, zwanej warstwą ozonową. Jest to miejsce, w którym pochłaniana jest większość ultrafioletowego promieniowania słonecznego, jest to jednak także obszar zagrożony przez stosowanie chlorofluorowęglowodorów (CFC). (Muszę tu zaznaczyć, że nawet w warstwie ozonowej ozon stanowi drobny ułamek atmosferycznych gazów).

Jeśli chodzi o warstwę ozonową, to okres przed 1985 rokiem uważam za „erę rozpylaczy”. W okresie tym wiedzieliśmy, że CFC dostające się do atmosfery mogą, ze względu na swą niezwykłą stabilność, przeniknąć do warstwy ozonowej, gdzie pod wpływem światła słonecznego następuje uwolnienie chloru. Niewielka ilość chloru działa jako katalizator rozpadu cząsteczek ozonu. Obliczono, że działanie rozpylaczy może niszczyć warstwę ozonową w tempie około 5 procent na stulecie. W wyniku tego odkrycia Kanada, Szwecja i Stany Zjednoczone zakazały w 1985 roku stosowania CFC w rozpylaczach.

Połowa lat 80. to także odkrycie antarktycznej dziury ozonowej, poważnego corocznego zmniejszania ilości ozonu nad tym kontynentem podczas antarktycznej wiosny. Z początku toczyło się wiele sporów dotyczących dziury ozonowej, szczególnie na temat przyczyn jej powstania. Okazuje się, że dziura ozonowa występuje nad Antarktydą, ponieważ jest to najzimniejsze miejsce na planecie.

Podczas długiej antarktycznej nocy wysoko w warstwie ozonowej tworzą się biegunowe chmury stratosferyczne (PSC – polar stratospheric clouds) złożone z drobnych kryształków lodu. Większość chloru w atmosferze związana jest w cząsteczkach kwasu solnego, który aczkolwiek może przyczyniać się do powstawania kwaśnych deszczów, nie wpływa na ozon. Jednakże w biegunowych chmurach stratosferycznych kwas solny odkłada się na powierzchni kryształków lodu i zachodzą wtedy reakcje chemiczne tworzące tlenek chloru (ClO). Tlenek chloru sam nie rozkłada cząsteczek ozonu, lecz pod wpływem światła słonecznego dysocjuje do zwykłego chloru, który może niszczyć ozon.

Zatem podczas antarktycznych nocy gromadzą się zapasy tlenku chloru, a brak jest światła słonecznego, aby zmienić go w zwykły chlor. Gdy na wiosnę Słońce powraca, po pierwsze znikają chmury stratosferyczne, a po drugie tlenek chloru rozkłada się, uwalniając chlor. W wyniku tego następuje nagłe niszczenie ozonu, zachodzące do momentu ustabilizowania się reakcji chemicznych z udziałem chloru. To jest powód powstania dziury ozonowej.

Ostatnie badania wykazały podobne, lecz o wiele łagodniejsze skutki niskich temperatur w Arktyce. Nie spadają one do takiego poziomu, aby wystąpiły chmury PSC, stąd ubytek ozonu jest o wiele mniejszy. Podczas gdy antarktyczna dziura ozonowa może powodować ubytek 30-40 procent, to arktyczna dziura rzadko przekracza 10 procent.

Ostatnie badania wykazują również, że na średnich szerokościach geograficznych mamy do czynienia z nieco mniejszą degradacją warstwy ozonowej, występującą w różnym czasie. Toczą się dyskusje nad tym, co mogłoby wywoływać ten efekt. Jednym z powodów mogą być silne wybuchy wulkanów, występujące mniej więcej co 10 lat i wprowadzające do atmosfery cząstki, które odgrywają na średnich szerokościach tę samą rolę co PSC nad Antarktydą. Inna ewentualność jest taka, że powietrze z Arktyki i Antarktydy przesuwa się na średnie szerokości geograficzne, unosząc ze sobą chlor i w ten sposób obniżając w tych rejonach poziom ozonu.

W 1987 roku w Montrealu spotkali się przedstawiciele państw uprzemysłowionych z całego świata i uzgodnili przerwanie produkcji CFC. Był to niezwykle udany program – do tego stopnia, że od tego czasu państwa te spotykały się regularnie, ostatnio w 1992 roku w Kopenhadze, dla uściślenia norm. Umowa kopenhaska nawoływała do całkowitej eliminacji produkcji CFC do roku 1996.

Co więc stanie się z warstwą ozonową, zakładając, że nastąpi realizacja tej umowy? Z obliczeń wynika, że około 2030 roku poziom chloru w atmosferze powróci do normy.

Jest to zdumiewająca historia sukcesu. Po pierwsze, naukowcy zidentyfikowali i zdiagnozowali problem w odpowiednim momencie (i w odpowiedni sposób). Następnie rządy państw posłuchały naukowców i zaczęły działać, aby wyeliminować ten problem. Na koniec okazuje się, że w wyniku tej wspólnej akcji problem zaczyna znikać. Jaki system mógłby działać lepiej?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *