Dziura ozonowa może wywołać katastrofę na globalną skalę. Czy nadal powinniśmy się obawiać?

Spis treści:

1. Jak powstaje warstwa ozonowa?
2. Ozon zanika? Tak i nie ma w tym nic dziwnego
3. Naukowcy zaczęli bić na alarm
4. Czy dziura ozonowa nadal istnieje?

Świat zmagał się i wciąż zmaga z wieloma problemami ekologicznymi. Przez długi czas kluczowym zagrożeniem, nad którym pochylał się cały świat, był zanik warstwy ozonowej. Nic dziwnego. Postępująca degradacja naturalnej tarczy, chroniącej ziemskie organizmy przed promieniowaniem UV, byłaby katastrofą na globalną skalę, mającą dalekosiężne i niszczycielskie skutki dla życia na naszej planecie. Czy nadal powinniśmy się obawiać dziury ozonowej?

Jak powstaje warstwa ozonowa?

Około 2 miliardy lat temu na Ziemi pojawiły się i zaczęły rozwijać pierwsze organizmy, wykazujące zdolności do fotosyntezy. Atmosfera ziemska zaczęła wówczas zmieniać swój skład. Pojawił się w niej tlen, a wraz z nim – ozon.

Ozon to nic innego, jak alotropowa odmiana tlenu, składająca się z trójatomowych cząsteczek. Największe stężenie tego gazu znajduje się na wysokości około 30 km nad Ziemią, czyli w stratosferze. Należy jednak podkreślić, że określenie „największa” wcale nie oznacza, że jest go tam zaskakująco dużo. Warstwa czystego ozonu miałaby grubość zaledwie kilku milimetrów. Niewiele, prawda? Tak, ale to wystarczy, by mogła skutecznie chronić życie na naszej planecie.

Gaz ten powstaje w procesie dysocjacji tlenu cząsteczkowego. Promieniowanie ultrafioletowe o wysokiej energii uderza w obecne w stratosferze cząsteczki tlenu atmosferycznego (dwuatomowego). Energia promieniowania UV doprowadza do rozerwania wiązań w cząsteczkach, dzieląc je na wolne atomy tlenu. Te wykazują dużą reaktywność i szybko łączą się z innymi, nierozerwanymi cząsteczkami O₂. W wyniku tej reakcji powstaje ozon.

Jaką rolę spełnia ozon?

Najwcześniejsze formy życie nie bez powodu wykształciły się w oceanie. Gdy w atmosferze nie było jeszcze ozonu, tylko woda zapewniała ochronę przed emitowanym przez Słońce zabójczym promieniowaniem. Dopiero gdy organizmy wodne zaczęły wytwarzać tlen, który pod wpływem działania promieni słonecznych zaczął zamieniać się w ozon, życie mogło wreszcie wyjść na ląd. Proces ten trwał kilkaset milionów lat.

Energia słoneczna jest emitowana w szerokim spektrum fal elektromagnetycznych, z czego większość stanowi zabójcze dla nas promieniowanie UV. Wywołuje ono oparzenia, a niektóre jego rodzaje doprowadzają do wystąpienia mutacji genetycznych, będących rezultatem uszkodzenia DNA. Gdyby warstwa ozonowa nagle zanikła, życie na Ziemi zaczęłoby stopniowo zanikać, aż nasza planeta stałaby się jałową ziemią. Mówimy tu zatem o czymś w rodzaju naturalnej tarczy, chroniącej wszystkie żyjące na ziemi organizmy.

Ozon zanika? Tak i nie ma w tym nic dziwnego

Zanik ozonu nie jest niczym niezwykłym. Wiele czynników inicjujących ten proces ma bowiem pochodzenie naturalne. Gaz ten zanika w reakcji z atomami chloru, bromu, wodoru czy azotu. Należy jednak podkreślić, że w normalnych warunkach objętość ozonu w atmosferze jest wartością zbliżoną do stałej. Wynika to z faktu, że wytworzyła się względna równowaga pomiędzy procesami tworzenia i rozpadu.

Problemem jest nasz gatunek

Gdzie zatem tkwi problem? Jak nietrudno się domyślić, chodzi o działalność człowieka. Wypuszczane do atmosfery gazy cieplarniane zachwiały stan naturalnej równowagi, przeważając szalę na stronę procesu degradacji.

Najgorsze skutki przyniosło wypuszczanie do atmosfery freonów, czyli chloro- i fluoropochodnych węglowodorów alifatycznych. Substancje te były masowo stosowane jako ciecze chłodnicze w chłodziarkach, w procesie produkcji spienionych polimerów i w charakterze gazów nośnych, między innymi w aerozolowych kosmetykach. W kontakcie z promieniami UV, freony rozpadają się na węgiel, fluor i chlor. Jak już wspomnieliśmy, ten ostatni powoduje rozpad trójatomowych cząsteczek tlenu.

Naukowcy zaczęli bić na alarm

Naukowcy powiązali rosnące stężenie freonów w atmosferze z zanikającą warstwą ozonową dopiero w 1974 roku. 28 czerwca w „Nature” ukazał się artykuł autorstwa Mario Moliny i Franka Sherwooda Rowlanda, opisujący problem. 11 lat później naukowcy z British Antarctic Survey opublikowali wyniki swoich obserwacji, które wskazywały na drastyczny spadek koncentracji ozonu nad Antarktydą, szczególnie wiosną.

Dalsze obserwacje dowiodły, że w 1987 roku stężenie ozonu zmniejszyło się o połowę względem stanu zaobserwowanego na początku prowadzenia pomiarów, które rozpoczęły się kilkadziesiąt lat wcześniej.

Jak zareagował świat?

W obliczu coraz liczniejszych dowodów naukowych, konieczne stało się podjęcie konkretnych działań. Chodziło przecież o zapobieżenie globalnej katastrofie.

16 września 1987 roku, w Montrealu podpisane zostało międzynarodowe porozumienie, wymuszające ograniczenie produkcji substancji zubożających warstwę ozonową, nazywane Protokołem montrealskim. Konwencja została uniwersalnie ratyfikowana. Protokół montrealski podpisały wszystkie państwa członkowskie Organizacji Narodów Zjednoczonych.

Co się zmieniło?

W 1987 roku produkcja sięgnęła 1,3 mln ton substancji zubożających substancję ozonową. Po 10 latach produkcja zmniejszyła się o milion ton. W 2009 roku produkcja wyniosła mniej niż 100 tys. ton. Obecnie takie substancje są już niemal nieprodukowane.

Czy dziura ozonowa nadal istnieje?

To doprowadza nas do kluczowego pytania – czy pod wpływem tych zmian warstwa ozonu uległa dobudowie? Tak, ale tylko częściowej. Dziura ozonowa istnieje nadal, ale jest bardzo prawdopodobne, że zniknie w niedalekiej przyszłości.

Od około 2005 roku naukowcy obserwują powolny wzrost koncentracji ozonu. Powierzchnia dziury ozonowej zmniejsza się, jednak należy podkreślić, że proces ten postępuje powoli. Jeżeli utrzymane zostanie obecne tempo, całkowita odbudowa warstwy ozonowej powinna zająć około 40 lat. Trzeba jednak wspomnieć, że to założenie okaże się poprawne tylko pod warunkiem, że świat nie powróci do produkcji freonów.

Nasz autor

Artur Białek

Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.