Nazwa dziura ozonowa doskonale oddaje zjawisko, które zachodzi w atmosferze i które to właśnie takim mianem się określa.
Otóż dziura ozonowa jest to zjawisko zmniejszenia koncentracji ozonu czyli trójtlenku w ozonosferze. Dla wyjaśnienia ozonosfera jest to warstwa, która rozciąga się w atmosferze na wysokości od 10 do 50 km. Maksymalne stężenie ozonu utrzymuje się według różnych źródeł na różnej wysokości, ale wszystkie źródła podają wysokość w granicy 23 km.
Dziura ozonowa została odkryta w 1976 roku. Od tego momentu zawarto wiele umów międzynarodowych oraz konwencji w sprawie produkcji chemikaliów oraz freonu, które niszczą ozon, ponieważ chciano jak najszybciej przeciwdziałać temu problemowi. Dzięki tym rozwiązaniom możemy już dziś powiedzieć, że widać poprawę. Spadek zawartości ozonu w atmosferze, szczególnie widzimy nad Antarktydą, w rejonie bieguna południowego.
Różne są opinie co do wielkości dziury ozonowej, jednak zamiast podawać powierzchnię dziury ozonowej z reguły stosuje się porównania, które mogą być przerażające. Otóż wielkość dziury ozonowej porównuje się do wielkości Ameryki Północnej, kontynentu, który swoją wielkością ustępuje jedynie Azji – największemu kontynentowi oraz Afryce. Znaczyłoby to, że dziura ozonowa gdyby znajdowała się nad Europą całkowicie by ją odsłoniła. Tym samym wszyscy Europejczycy byliby skazani na działanie szkodliwych promieni ultrafioletowych, przed którymi to właśnie chroni nas ozon.
Z jednej strony możemy się cieszyć z powodu tego gdzie występuje dziura ozonowa, przynajmniej na Antarktydzie nikt nie mieszka, z drugiej zaś strony może niepokoić nas topnienie lodu na Antarktydzie. Miejmy jednak nadzieje, że w przyszłości dzięki postanowieniom, które są wprowadzane problem dziury ozonowej całkowicie przestanie nas dotyczyć.
Jak powstaje dziura ozonowa?
O ile powstawanie dziury ozonowej jest procesem dość skomplikowanym o tyle łatwym do zrealizowania.
Dziura ozonowa powstaje wskutek niszczenia warstwy ozonowej przez związki chemiczne zwane freonami. Pod wpływem ultrafioletu freony ulegają fotolizie dzięki to której z freonów uwalniają się atomy chloru. Atomy te reagują z ozonem w wyniku czego tworzą tlenek chloru i dwuatomową cząsteczkę tlenu. Następnie dochodzi do reakcji dwóch tlenków chloru w wyniku czego powstaje tlenek chloru II oraz atom chloru, który może ponownie służyć do rozbicia cząsteczki ozonu. W ten sposób reakcja może zachodzić samorzutnie aż do wyczerpania ozonu albo w przypadku kiedy chlor zostanie usunięty w wyniku innych reakcji chemicznych. I co więcej może również zajść taka sytuacja, że tlenek chloru II rozpadnie się na cząsteczkę dwuatomową tlenu i atom chloru, który podobnie może rozbijać cząsteczki ozonu tak samo jak inne atomy chloru.
Jak widać w ten sposób za sprawą atomu chloru powstaje błędne koło reakcji chemicznych, które rozbijają ciągle ozon.
Szacuje się, że roczne tempo spadku zawartości ozonu w okolicach równika wynosi poniżej 0,2%, a w umiarkowanych szerokościach geograficznych w zależności właśnie od szerokości od 0,4 do 0,8%. Największe tempo wzrostu oczywiście jest w miejscu, w którym obecnie się znajduje dziura ozonowa, tj. w okolicach bieguna południowego i niestety nadal rośnie. Między 1987 rokiem a 1992 zawartość ozonu zmniejszyła się w stosunku do zawartości z 1970 roku o ponad 50%.
Do powstawania dziury ozonowej przyczyniają się także inne gazy. Wśród nich możemy wymienić: halony oraz tlenki azotu. Halony są nietoksycznymi gazami lub cieczami, które nie ulegają spalaniu a stosowane są do produkcji gaśnic. Z kolei tlenki azotu dostają się do ozonosfery w wyniku spalania paliw przez silniki samolotów i rakiet oraz w wyniku wybuchów jądrowych.
Istotnym jest także sam fakt powstawania dziury ozonowej właśnie nad Antarktydą, chociaż tereny uprzemysłowione znajdują się na północnej półkuli. Dzieje się tak ponieważ, freony pod wpływem różnicy ciśnień krążą w powietrzu po całej kuli ziemskiej w tym także nad Antarktydą. Ponieważ wraz z nadejściem nocy polarnej nad Antarktydą tworzy się właśnie tam wir, freony, które znajdują się dokładnie wokół bieguna południowego tam pozostają i w ten oto sposób to tam powstaje dziura ozonowa, która jak widać jest nie lada problemem skoro w tak łatwy sposób powstaje.
Skutki dziury ozonowej
O tym, że powstanie dziury ozonowej w ozonosferze jest szkodliwe nie trzeba nikogo przekonywać. Jednak jakie znaczenie ma dziura ozonowa dla nas, co takiego negatywnego powoduje?
Otóż słońce promieniuje w kierunku Ziemi promienie ultrafioletowe, które właśnie w pewnej części są zatrzymywane przez ozon. Ta część promieni, która jest zatrzymywana wpływa negatywnie na nas i na środowisko przyrodnicze. Dziura ozonowa powoduje właśnie to, że promienie te mogą spokojnie przechodzić przez naszą atmosferę co niesie ze sobą wiele negatywnych skutków.
Negatywne promieniowanie UV jest w stanie dotrzeć w głąb wody do kilku a nawet kilkunastu metrów, tym samym uszkadzając choćby plankton, którym żywią się ryby. Jeśli ilość planktonu zmaleje tym samym ilość ryb, które się nim żywią również ulegnie zmniejszeniu a co za tym idzie ryby drapieżne też będą miały mniej pokarmu. Można by powiedzieć to tylko ryby, ale gospodarka morska człowieka z tego powodu ucierpi. Rybactwo i rybołówstwo staną się mniej opłacalne a bywają rejony na świecie, gdzie jest to jedyne źródło dochodu.
Ale promienie ultrafioletowe nie dotkną tylko zbiorników wodnych, również na rośliny promienie UV mają negatywny wpływ. Wiele gatunków roślin wykazuje wrażliwość na ultrafiolet. Przyjmuje się, że około 2/3 roślin nie jest obojętna działaniu promieni UV, a co najważniejsze w głównej mierze są to rośliny uprawne między innymi zboża i przemysłowe. Tym samym kolejny sektor gospodarki zostanie w znaczący sposób dotknięty i mam tu na myśli rolnictwo.
Jednak największe szkody promienie UV mogą wyrządzić bezpośrednio człowiekowi. Nadmierne promieniowanie może osłabić układ immunologiczny człowieka tym samym zmniejszyć jego odporność na infekcję i choroby. Promienie UV drażnią nasze oczy, powodując różne choroby oczu, głownie zaćmy. Warto także wspomnieć w tym miejscu o tym, że nadmierne promieniowanie ultrafioletowe powoduje także choroby nowotworowe, najczęściej są to nowotwory skóry wśród, których dominuje czerniak.
Jak widać jest wiele negatywnych skutków wynikłych z powstania dziury ozonowej dlatego powinniśmy działania mające na celu jej zmniejszenie zawsze popierać.
Zapobieganie powstawaniu i powiększaniu się dziury ozonowej
Zawsze łatwiej jest coś zepsuć niż potem to naprawić i tak samo jest w przypadku dziury ozonowej.
Na początku lat 70 zauważono problem zmniejszenia się ilości ozonu w atmosferze pod wpływem freonów i parę lat później umieszczono freon na liście związków chemicznych niebezpiecznych dla środowiska naturalnego. Jednak umieszczenie freonu na liście związków chemicznych niebezpiecznych dla środowiska naturalnego nic konkretnego nie przyniosło. Ilość freonu stale w podobnym tempie zwiększała się w atmosferze.
Na szczęście przełomowym było wydarzenie z roku 1982 kiedy to dr Joe Farman odkrył na Antarktydzie Zachodniej całkowity zanik ozonu w ozonosferze. Wtedy postanowiono przystąpić do uchwalenia umów międzynarodowych, które miały zobowiązywać do ograniczenia produkcji środków niszczących ozon.
Pierwszą taką umową międzynarodową był Protokół Montrealski, który podpisało 31 państw w tym również Polska. Zakładało się w nim 50 procentowe zmniejszenie produkcji freonów w ciągu 13 lat czyli do 2000 roku. Dzięki takiemu rozwiązaniu widać zmniejszenie tempa wzrostu freonów w atmosferze. Od 1990 roku Polska jest również członkiem Konwencji Wiedeńskiej w sprawie ochrony warstwy ozonowej. W myśl tej konwencji zakazuje się produkcji freonów i importu zagranicznych urządzeń chłodzących zawierających freony.
Również w produkcji kosmetyków i dezodorantów przestaje się stosować freony. Mimo, że zauważamy wiele starań w dążeniu do zmniejszenia dziury ozonowej to jeszcze nadal w wielu państwach w lodówkach znajdują się freony oraz możemy spotkać dezodoranty w aerozolach. Na szczęście starania, które obserwujemy przynoszą efekty chociaż jeszcze przez wiele lat nad naszą planetą będzie wisiała dziura ozonowa. Nie tak łatwo odbudować coś co zostało w znaczącym stopniu zniszczone.
Rola ozonu i zjawisko dziury ozonowej
Każdy doskonale sobie zdaje z tego sprawę, że Ziemię otacza powłoka gazowa zwana atmosferą. Atmosfera ta jest podzielona na części, a wśród nich możemy wyróżnić stratosferę, w której to na pewnej wysokości znajduje się ozon czyli trójtlenek, tworzący warstwę zwaną ozonosferą. Gdyby nie była potrzebna ta warstwa zapewne nie byłoby jej wokół Ziemi, ale ponieważ jest dlatego możemy się domyśleć, że ma znaczenie.
Dzięki masowej akcji informującej na temat dziury ozonowej już teraz mało kto nie wie za co odpowiada ozon w atmosferze i po co on jest. Informację te zawdzięczamy zjawisku negatywnemu jakim jest dziura ozonowa. Dopiero kiedy pojawia się problem wiemy co zrobić aby go uniknąć. Jest to oczywiście rzecz negatywna, ale dobrze, że chociaż problem zauważamy.
Otóż ozon w atmosferze odpowiada za odbijanie szkodliwych promieni ultrafioletowych, które tym samym nie mogą dostać się do powierzchni naszej planety. To jest główne jego zadanie. Niestety w walce w freonami, które powodują dziurę ozonową ozon jest bezbronny. Tym samym pod wpływem freonów zawierających chlor, bo to tak naprawdę chlor niszczy powłokę ozonową, dochodzi do zmniejszenia koncentracji trójtlenku. Odbywa się to na wysokości około 23 km.
Dziura ozonowa powstaje nad Antarktydą. Przyczyny powstawania dziury ozonowej właśnie tam są bardzo dobrze znane. Jak się domyślamy najwięcej freonów oraz gazów niszczących ozon produkuje się na północnej półkuli, która jest bardziej uprzemysłowiona. Jednak freony pod wpływem różnicy ciśnień krążą po całej kuli ziemskiej w tym również nad Antarktydą. Wraz z nadejściem nocy polarnej tworzy się wir, freony znajdujące się dokładnie wokół bieguna południowego pozostają tam i w ten oto sposób to tam powstaje dziura ozonowa, gdyż tam dochodzi do „ataku” freonów na ozon.
Dziura ozonowa jest nie lada problemem jednak już teraz możemy mówić o dużej wiedzy na temat jak sobie z nim radzić i jaka jest rola ozonu w atmosferze.
