Czym jest dziura ozonowa?

O dziurze ozonowej słyszał każdy. Niektórzy próbują bagatelizować ten problem, podobnie też jest z efektem cieplarnianym. Skupmy się jednak na dziurze ozonowej, czym ona jest?

Żeby w ogóle pisać o dziurze ozonowej trzeba napisać o ozonosferze. Ozonosfera jest to część atmosfery (od około 20 kilometra do ok. 50 kilometra), występuje w niej podwyższona koncentracja ozonu (O3). To właśnie obniżenie koncentracji ozonu w tej części atmosfery nazywa się dziurą ozonową.

Spadek koncentracji ozonu jest szczególnie widoczny w przypadku obszarów w rejonie bieguna południowego. Zmniejszenie koncentracji ozonu w ozonosferze, czyli dziura ozonowa jest niebezpieczna dla życia na ziemi.


Dziura ozonowa została odkryta dość niedawno. Dramatyczne zmniejszenie się warstwy ozonu w atmosferze nad Antarktydą zostało zauważone po raz pierwszy w latach siedemdziesiątych (1970) przez grupę naukowców z The British Antarctic Survey (BAS).

Kiedy w 1985 po raz pierwszy zmierzono poziom ozonu w atmosferze nad Antarktydą, rezultat był tak dramatyczny, iż naukowcy myśleli, że ich urządzenie jest zepsute. Urządzenie do pomiarów zostało wymienione 7 miesięcy później na nowe. Nowa maszyna wskazała te same numery. Dziura Ozonowa z powodu działalności człowieka powiększa się każdego roku od 0,2% do 0,8%.

Dziura Ozonowa wciąż się rozrasta w szczególności na obszarze Południowej Argentyny i Chile. Nad Antarktydą zaś Dziura Ozonowa zmniejsza swoją objętość dzięki niewielkiej ilości związków i pierwiastków chemicznych przenikających do atmosfery. Głównym powodem są jednak wiatry stratosferyczne spychające ozon w kierunku równików.


Promienie UV mogą być i są w rzeczywistości przyczyną wielu chorób. Wśród chorób tych wymienia się między innymi pokrzywki słoneczne, przewlekłe zmiany dosłoneczne. Sprawa z promieniowaniem UV jest istotna, gdy z to właśnie do atmosfery dostało się wiele substancji przemysłowych powodujących rozkład ozonu. A wiadomo, że warstwa ozonu mocno zmniejszyła się w przeciągu ostatnich kilkudziesięciu lat. Przez to jesteśmy bardzo wystawieni na działanie promieni UV. Skutki dziury ozonowej są bardzo widoczne w Australii. To właśnie tam notuje się najcieńsze warstwy ozonu i to właśnie tam notuje się najwięcej zachorowań na raka skóry!

W ciągu ostatnich 15 lat niestety podwoiła się liczba zachorowań na czerniaka, co też ma związek z promieniowaniem UV, które jest silniejsze przez zanik warstw ozonu. Nawet przebywając w morzu czy w basenie jesteśmy narażeni na promieniowanie, ponieważ promieniowanie UV przenika bez problemu przez wodę (nawet do kilkunastu metrów głębokości).


Dnia 16 września obchodzony jest Międzynarodowy Dzień Ochrony Warstwy Ozonowej. Został ogłoszony przez Zgromadzenie Ogólne w 1994 roku (rezolucja 49/114). 16 września 1987 roku podpisanego Protokół Montrealski (Protokół został podpisany przez 184 państwa, w tym Polskę) na temat Substancji Niszczących Warstwę Ozonową.

Zgromadzenie Ogólne zaapelowało do państw członkowskich, żeby dzień ten poświęcony był w szczególności propagowaniu działań dążących do odbudowania naturalnej warstwy ozonowej. Stanowiąca kruchą powłokę gazową warstwa ozonowa chroni Ziemię przed nadmiernym działaniem promieni słonecznych i w ten sposób pomaga zachować życie na naszej planecie.


Charakterystyka ozonu

Warto wiedzieć nieco więcej na temat ozonu. Na razie z naszego portalu dowiedzieliśmy się, że jest to alotropowa odmiana tlenu, odmiana trójatomowa, czyli O3. Czas jednak na nieco więcej informacji o tym gazie.

Otóż ozon jest gazem o niebieskawym zabarwieniu. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, praktycznie dziesięć razy lepiej niż tlen O2. Ozon jest to gaz nietrwały, łatwo się rozkłada.

Ozon głównie powstaje z tlenu atmosferycznego podczas wyładowań atmosferycznych. Drugim naturalnym sposobem powstawania ozonu jest promieniowanie UV. Trzeba też pamiętać, że ozon jest gazem szkodliwym dla organizmów gdy tylko występuje w nadmiernych ilościach. Szacuje się, że średnio ozonu w przy ziemskiej części atmosfery jest 2 * 10-5 g/dm3 . Jeśli jest go więcej, staje się trujący. Zwiększenie ilości ozonu w przyziemskiej części atmosfery powoduje głównie transport samochodowy.



Ochrona warstwy ozonu

O niszczącym wpływie freonów na środowisko naturalne ludzkość wiedziała już w latach 70 poprzedniego stulecia. Początkowo jednak nie zwracano uwagę na to zjawisko. Konkretne działania mające na celu chronienie warstwy ozonowej zostały podjęte dopiero na początku lat 80 ubiegłego stulecia. Stało się to dopiero w roku 1982 kiedy to dr Joe Farman zanotował całkowity brak ozonu na Antarktydzie. W 1987 roku 31 państw podpisało Protokół Montrealski, na mocy którego freon miał być stopniowo wycofywany z przemysłu. Do 2000 roku miało być 50% mniej produkowanych freonów w stosunku do 1987 roku.

W produkcji kosmetyków freony nie znajdują już zastosowania. Zakazana jest też produkcja freonów oraz import zagranicznych urządzeń zawierających freony
dotyczy to tych państw, które są członkiem Konwencji Wiedeńskiej (Konwencja Wiedeńska w sprawie ochrony warstwy ozonowej), a więc obowiązuje wszystkie państwa członkowskie UE. Tak więc lodówki i chłodziarki są urządzeniami nie zawierającymi związków freonowych.


Jak dziura ozonowa wpływa na człowieka?

Czy wiesz, że dziura ozonowa jest niebezpieczna dla człowieka? No właśnie, dziura ozonowa wpływa niekorzystnie na wiele ekosystemów, ma także bezpośredni wpływ na ludzi. Oczywiście pisząc o dziurze ozonowej cały czas mamy na myśli nadmierne promieniowanie UV docierające do ziemi.

Człowiek ma wbudowany system obrony przed promieniowaniem UV. Jednak system ten jest tak ukształtowany, że nie jest w stanie obronić się w przypadku znacznych zubożeń warstw ozonu.

Tak więc człowiek narażony jest na promieniowanie UV i nie jest w stanie się przed nim bronić. Nadmierne promieniowanie UV bezpośrednio osłabia system obronny człowieka. Oprócz tego powoduje wiele chorób skóry, wręcz zmiany genetyczne. Przez to właśnie coraz częściej występuje czerniak. Im większa dziura ozonowa, tym bardziej człowiek musi chować się przed słońcem. Promieniowanie UV jest również niebezpieczne dla oczu człowieka.


Dlaczego dziura ozonowa jest niebezpieczna?

Aby odpowiedzieć sobie na pytanie zadane w tytule trzeba przede wszystkim zdać sobie sprawę z funkcji pełnionych przez warstwy ozonu. Zacznijmy więc od tego.

Warstwa ozonu ma bardzo ważną rolę polegającą na pochłanianiu promieniowania UV. Im cieńsza warstwa ozonu (a więc im większa jest dziura ozonowa), tym skuteczność pochłaniania promieniowania UV się zmniejsza. Sprawa jest o tyle poważna, że promieniowanie, o którym tu mowa jest niebezpieczne dla całych ekosystemów, niebezpieczne również dla samego człowieka. Ale przyjrzyjmy się sprawie dokładniej.

Promieniowanie UV jest w stanie przeniknąć przez kilkumetrowe warstwy wody. Promieniowanie to jest niebezpieczne szczególnie dla planktonu. A niszczenie planktonu odbija się niekorzystnie na całym wodnym ekosystemie, może to doprowadzić do wymarcia niektórych gatunków ryb, a przynajmniej do mocnego zubożenia. Mniejsze ilości ryb dla gospodarki człowieka są bardzo niebezpieczne.

Również rośliny nie cierpią promieniowania UV, chodzi głównie o rośliny uprawne.

Zatem widać, że nadmierne promieniowanie UV może doprowadzić do poważnych problemów w gospodarce człowieka, szczególnie jeśli chodzi o rybołówstwo i rolnictwo. Ale to nie wszystkie problemy, jakie stwarza nadmiernie promieniowanie UV powodowane dziurą ozonową. Przecież promieniowanie UV ma niebagatelny wpływ na sam organizm człowieka.


Gdzie znajduje się największa dziura ozonowa?

Wystarczy trochę być w temacie, by łatwo odpowiedzieć sobie na to pytanie. Oczywiście, że największe zubożenia ozonu, czyli największa dziura ozonowa znajduje się nad obszarem bieguna południowego. Dlaczego jednak tam? Przecież freony są wydzielane w krajach uprzemysłowionych, a więc na półkuli północnej.

Sprawą oczywistą jest, że występują prądy (wiatry stratosferyczne) przenoszące powietrze dosłownie nad cały obszar naszej planety mieszając tym samym powietrze. Tym sposobem związki freonu trafiają między innymi w okolice bieguna południowego. Tam w okresie nocy polarnej tworzy się charakterystyczny wir, który odcina dopływ powietrza równikowego. Zatem obszar bieguna południowego odcięty jest od "dostawy" ozonu z zewnątrz. Reakcje niszczenia ozonu mogą tam w tym okresie przebiegać bez najmniejszych zakłóceń.


Skąd bierze się dziura ozonowa?

Wiemy już, że dziura ozonowa to zubożenie ilości ozonu w atmosferze. Co więc dzieje się z ozonem? Jest rozkładany przez inne związki? A może jest absorbowany do innych sfer?

Otóż ozon niszczony jest przez związki chemiczne zwane freonami. Zachodzą reakcje z ozonem, w wyniku których powstaje tlenek chloru i tlen. Ale skąd w ogóle bierze się tutaj chlor?

Freony w atmosferze wystawione są na promieniowanie ultrafioletowe, przez co uwalniane są atomy chloru. I właśnie chlor wchodzi w reakcję z ozonem. Ale to jeszcze nie koniec Dwie cząsteczki tlenku chloru łączą się w wyniku czego powstaje dwutlenek chloru, zostaje uwolniona też cząsteczka chloru, która znowu może zajść w reakcję z ozonem tworząc kolejny tlenek chloru.

Takie reakcje prowadzą do całkowitej redukcji ozonu. Ale czy zmniejszanie ilości ozonu w atmosferze ma dla nas większe znaczenie?