Dziura ozonowa – dlaczego się powiększa?

Dziura ozonowa jest potoczną nazwą spadku zawartości ozonu na wysokości od 15 do 20 kilometrów, zlokalizowanym w obszarze bieguna południowego, który po raz pierwszy zaobserwowano w latach 80. XX wieku.

Ozon jest nietrwałą odmianą tlenu. Rozkłada się samorzutnie do tlenu cząsteczkowego i atomowego. Ma postać gazu o niebieskim zabarwieniu i ostrej woni. Charakteryzuje się silnymi właściwościami utleniającymi. W powietrzu jest szkodliwy dla organizmów żywych, zaś zgromadzony w górnej warstwie atmosfery zwanej stąd ozonosferą. Ozonosfera jest warstwą atmosfery ziemskiej znajdującą się na wysokości od 20 km do 50 km, chroniąc Ziemię przed nadmiarem szkodliwego promieniowania słonecznego.

Przyczyny powiększania się dziury ozonowej mają swe źródło w emisji freonów. Związki, o których mowa są wykorzystywane w wielu dziedzinach, między innymi w przemyśle kosmetycznym i medycynie. Freony są pochodnymi chlorowcowych alkanów. Zawierają w sobie atomy fluoru i chloru. Mogą być bezwonne lub o zapachu eteru dietylowego. Nie mają właściwości trujących i palnych. Są bezbarwnymi gazami, które kumulują się w atmosferze. Oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego sprawia, że rozkładają się na węgiel, fluor i chlor. Fluor neutralizuje się samoistnie łącząc się z innymi atomami. Węgiel ulega spaleniu, zaś chlor przyspiesza rozpad ozonu na cząsteczki zwykłego tlenu. W konsekwencji pojawia się ubytek ozonu, zwany dziurą ozonową. Wpływ na powiększanie się dziury ozonowej mają też halony i tlenki azotu. Halony są pochodnymi fluorowcowymi etanu i metanu. Są nietoksyczne i niepalne. Stosuje się je do produkcji gaśnic. Tlenki azotu powstają w ozonosferze na skutek spalania paliw przez rakiety i samoloty. Ich źródłem są też wybuchy jądrowe.

Dziura ozonowa powiększa się z powodu emisji opisanych wyżej gazów, podczas złożonego procesu reakcji chemicznych. Atomy chloru są uwalniane z rozpadającej się cząsteczki gazu cieplarnianego. Atakują ozon poprzez oderwanie jednego atomu tlenu. W ten sposób powstaje tlen cząsteczkowy O2. Związek chloru z tlenem nie jest trwały. Atom tlenu odrywa się i przyłącza do ozonu, tworząc dwie cząsteczki tlenu O2. Sytuację pogarsza fakt, że atomy chloru pozostają aktywne w atmosferze nawet do 100 lat.

Ozonosfera pochłania część promieniowania ultrafioletowego docierającego ze Słońca na powierzchnię Ziemi. Wszelkie ubytki ozonu powodują przedostawanie się większych dawek promieni słonecznych, które szkodzą organizmom żywym. Skutkiem powiększania się dziury ozonowej jest też globalne ocieplenie. Problem został dostrzeżony w latach 80. ubiegłego wieku. Podjęto wówczas pierwsze działania o zasięgu międzynarodowym.

Z inicjatywy Programu Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych przedstawiciele ponad trzydziestu państw podpisali Protokół Montrealski. Umowa z 1987 roku zakładała spadek produkcji związków chemicznych niszczących powłokę ozonową o 50% do 2000 roku. Polska podpisała Protokół Montrealski, a od 1990 roku jest członkiem Konwencji Wiedeńskiej. Zgodnie z zawartymi w niej zobowiązaniami, nie importuje i nie używa produktów zawierających halony i freony.