Το στρώμα του όζοντος αποτελεί αναπόσπαστο μέρος αυτού που κάνει τη Γη να κατοικήσει. Αυτή η περιοχή της στρατόσφαιρας είναι υπεύθυνη για την απορρόφηση της πλειονότητας της υπεριώδους ακτινοβολίας του Ήλιου, διασφαλίζοντας έτσι ότι οι επίγειοι οργανισμοί δεν ακτινοβολούνται. Από τη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν μια σταθερή μείωση σε αυτό το στρώμα γύρω από τη νότια πολική περιοχή, καθώς και μια σημαντική εποχική μείωση. Αυτό το τελευταίο φαινόμενο, γνωστό ως «τρύπα του όζοντος», αποτελεί μεγάλη ανησυχία εδώ και δεκαετίες.
Οι προσπάθειες για την αποκατάσταση αυτής της κατάστασης έχουν επικεντρωθεί στη μείωση της χρήσης βιομηχανικών χημικών, όπως οι χλωροφθοράνθρακες (CFC). Αυτές οι προσπάθειες κορυφώθηκαν με την υπογραφή του Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ το 1987, το οποίο ζήτησε την πλήρη κατάργηση των ουσιών που καταστρέφουν το όζον (ODS). Και σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη μιας ομάδας επιστημόνων της NASA, η τρύπα του όζοντος δείχνει σημάδια σημαντικής ανάκαμψης ως αποτέλεσμα.
Η μελέτη, με τίτλο «Μείωση της εξάντλησης του όζοντος στην Ανταρκτική και Χλωριούχος Κάτω Στρατοσφαιρικός προσδιορισμός από τις παρατηρήσεις ακουστικών μικροκυμάτων Aura», εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Γεωφυσικές Ερευνητικές Επιστολές. Η μελέτη διευθύνθηκε από τη Susan E Strahan και συν-συγγραφέας από την Anne R. Douglass, δύο ερευνητές επιστήμονες στο εργαστήριο ατμοσφαιρικής χημείας και δυναμικής της NASA Goddard.
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα συμβουλεύτηκε δεδομένα από τον δορυφόρο Aura της NASA, ο οποίος παρακολουθεί τη νότια πολική περιοχή από το 2005. Έχοντας ξεκινήσει το 2004, σκοπός του δορυφόρου Aura ήταν να πραγματοποιήσει μετρήσεις του όζοντος, των αερολυμάτων και των βασικών αερίων στο την ατμόσφαιρα της Γης. Και σύμφωνα με τις μετρήσεις που έχει συγκεντρώσει από το 2005, οι μειώσεις στη χρήση των CFC οδήγησαν σε μείωση κατά 20% της εξάντλησης του όζοντος.
Με απλά λόγια, τα CFC είναι μακροχρόνιες χημικές ενώσεις που αποτελούνται από άνθρακα, χλώριο και φθόριο. Από το τελευταίο μισό του 20ού αιώνα, έχουν χρησιμοποιηθεί σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές όπως η ψύξη (ως Freon), σε χημικά αερολύματα (ως προωθητικά) και ως διαλύτες. Τελικά, αυτές οι χημικές ουσίες ανεβαίνουν στη στρατόσφαιρα όπου υπόκεινται σε υπεριώδη ακτινοβολία και διασπώνται σε άτομα χλωρίου.
Αυτά τα άτομα χλωρίου παίζουν χάος με τη στιβάδα του όζοντος, όπου καταλύουν για να σχηματίσουν αέριο οξυγόνο (O2). Αυτή η δραστηριότητα ξεκινά γύρω από τον Ιούλιο κατά τη διάρκεια του χειμώνα στο Νότιο Ημισφαίριο, όταν οι ακτίνες του Ήλιου προκαλούν αύξηση στην κατάλυση ατόμων χλωρίου και βρωμίου που προέρχονται από CFC στην ατμόσφαιρα. Μέχρι τον Σεπτέμβριο (δηλαδή την άνοιξη στο νότιο ημισφαίριο), η δραστηριότητα κορυφώνεται, με αποτέλεσμα την «τρύπα του όζοντος» που οι επιστήμονες σημείωσαν για πρώτη φορά το 1985.
Στο παρελθόν, μελέτες στατιστικής ανάλυσης έχουν δείξει ότι η μείωση του όζοντος έχει αυξηθεί από τότε. Ωστόσο, αυτή η μελέτη - η οποία ήταν η πρώτη που χρησιμοποίησε μετρήσεις της χημικής σύνθεσης μέσα στην οπή του όζοντος - έδειξε ότι η εξάντληση του όζοντος μειώνεται. Επιπλέον, έδειξε ότι η μείωση οφείλεται στη μείωση της χρήσης CFC.
Όπως εξήγησε η Susan Strahan σε πρόσφατο δελτίο τύπου της NASA, «Βλέπουμε πολύ ξεκάθαρα ότι το χλώριο από CFC μειώνεται στην οπή του όζοντος και ότι υπάρχει λιγότερη εξάντληση του όζοντος εξαιτίας αυτού». Για να προσδιορίσουν πώς άλλαξαν το όζον και άλλες χημικές ουσίες στην ατμόσφαιρα από χρόνο σε χρόνο, οι επιστήμονες βασίστηκαν σε δεδομένα από το Microwave Limb Sounder (MLS) του δορυφόρου Aura.
Σε αντίθεση με άλλα όργανα που βασίζονται στο φως του ήλιου για τη λήψη φασμάτων από ατμοσφαιρικά αέρια, αυτό το όργανο μετρά αυτά τα αέρια αντίστοιχες εκπομπές μικροκυμάτων. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να μετρήσει ίχνη αερίων στην Ανταρκτική κατά τη διάρκεια μιας βασικής περιόδου του έτους - όταν το νότιο ημισφαίριο αντιμετωπίζει χειμώνα και ο καιρός στη στρατόσφαιρα είναι ήρεμος και οι θερμοκρασίες είναι χαμηλές και σταθερές.
Η αλλαγή στα επίπεδα του όζοντος από την αρχή έως το τέλος του χειμώνα του Νότιου Ημισφαιρίου (αρχές Ιουλίου έως μέσα Σεπτεμβρίου) υπολογίστηκε καθημερινά χρησιμοποιώντας μετρήσεις MLS κάθε χρόνο από το 2005 έως το 2016. Ενώ αυτές οι μετρήσεις έδειξαν μείωση της απώλειας όζοντος, οι Strahan και Douglass ήθελαν Το να είχαμε συγκεκριμένες μειώσεις στη χρήση των CFC ήταν αυτό που ήταν υπεύθυνο.
Αυτό το έκαναν αναζητώντας ενδεικτικά σημάδια υδροχλωρικού οξέος στα δεδομένα MLS, τα οποία χλώριο θα σχηματίσει αντιδρώντας με μεθάνιο (αλλά μόνο όταν εξαντληθεί όλο το διαθέσιμο όζον). Όπως εξήγησε ο Strahan:
«Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι θερμοκρασίες της Ανταρκτικής είναι πάντα πολύ χαμηλές, οπότε ο ρυθμός καταστροφής του όζοντος εξαρτάται κυρίως από την ποσότητα χλωρίου. Αυτό είναι όταν θέλουμε να μετρήσουμε την απώλεια όζοντος… Μέχρι τα μέσα Οκτωβρίου, όλες οι ενώσεις χλωρίου μετατρέπονται εύκολα σε ένα αέριο, οπότε μετρώντας το υδροχλωρικό οξύ έχουμε μια καλή μέτρηση του συνολικού χλωρίου. "
Μια άλλη υπόδειξη ήρθε με τη μορφή των επιπέδων οξειδίου του αζώτου, ένα άλλο μακροχρόνιο αέριο που συμπεριφέρεται ακριβώς όπως τα CFC σε μεγάλο μέρος της στρατόσφαιρας - αλλά το οποίο δεν είναι σε παρακμή όπως τα CFC. Εάν τα CFC στη στρατόσφαιρα μειώνονταν, αυτό θα σήμαινε ότι θα υπήρχε λιγότερο χλώριο σε σύγκριση με το νιτρώδες οξείδιο. Συγκρίνοντας τις μετρήσεις MLS υδροχλωρικού οξέος και νιτρώδους οξειδίου κάθε χρόνο, διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα χλωρίου μειώθηκαν κατά περίπου 0,8% ετησίως.
Όπως ανέφερε ο Strahan, αυτό πρόσθεσε έως και 20% μείωση από το 2005 έως το 2016, κάτι που ήταν σύμφωνο με αυτό που περίμεναν. «Αυτό είναι πολύ κοντά σε αυτό που το μοντέλο μας προβλέπει ότι θα πρέπει να δούμε αυτήν την ποσότητα μείωσης χλωρίου», είπε. «Αυτό μας δίνει αυτοπεποίθηση ότι η μείωση της μείωσης του όζοντος έως τα μέσα Σεπτεμβρίου που φαίνεται από τα δεδομένα MLS οφείλεται στη μείωση των επιπέδων χλωρίου που προέρχονται από CFC. Ωστόσο, δεν βλέπουμε ακόμη μια σαφή μείωση στο μέγεθος της τρύπας του όζοντος, επειδή αυτό ελέγχεται κυρίως από τη θερμοκρασία μετά τα μέσα Σεπτεμβρίου, η οποία ποικίλλει πολύ από έτος σε έτος. "
Αυτή η διαδικασία ανάκαμψης αναμένεται να συνεχιστεί καθώς τα CFC σταδιακά αφήνουν την ατμόσφαιρα, αν και οι επιστήμονες αναμένουν ότι μια πλήρης ανάκαμψη θα διαρκέσει δεκαετίες. Αυτά είναι πολύ καλά νέα, δεδομένου ότι η τρύπα του όζοντος ανακαλύφθηκε πριν από περίπου τρεις δεκαετίες και τα επίπεδα του όζοντος άρχισαν να σταθεροποιούνται περίπου μια δεκαετία αργότερα. Ωστόσο, όπως εξήγησε ο Ντάγκλας, δεν είναι πιθανό να υπάρξει πλήρης ανάκαμψη μέχρι το δεύτερο μισό αυτού του αιώνα:
«Τα CFC έχουν διάρκεια ζωής από 50 έως 100 χρόνια, οπότε παραμένουν στην ατμόσφαιρα για πολύ καιρό. Όσον αφορά την τρύπα του όζοντος, κοιτάζουμε το 2060 ή το 2080. Και ακόμη και τότε μπορεί να υπάρχει ακόμα μια μικρή τρύπα. "
Το πρωτόκολλο του Μόντρεαλ συχνά θεωρείται παράδειγμα αποτελεσματικής διεθνούς δράσης για το κλίμα, και για καλό λόγο. Το Πρωτόκολλο επιτεύχθηκε δεκατρία χρόνια μετά την επίτευξη της επιστημονικής συναίνεσης για την εξάντληση του όζοντος, και μόλις δύο χρόνια μετά την μάλλον ανησυχητική ανακάλυψη της τρύπας του όζοντος. Και στα επόμενα χρόνια, οι υπογράφοντες παρέμειναν αφοσιωμένοι στους στόχους τους και πέτυχαν μειώσεις στόχων.
Στο μέλλον, ελπίζουμε ότι μπορεί να επιτευχθεί παρόμοια δράση για την κλιματική αλλαγή, η οποία έχει υποστεί καθυστερήσεις και αντίσταση εδώ και πολλά χρόνια. Αλλά όπως δείχνει η περίπτωση της τρύπας του όζοντος, η διεθνής δράση μπορεί να αντιμετωπίσει ένα πρόβλημα προτού να είναι πολύ αργά.
