Η ΤΡΥΠΑ ΤΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ
Αν το όζον στην τροπόσφαιρα (κατώτερο στρώμα ατμόσφαιρας – περίπου έως τα 10χλμ.) συνιστά ιδιαίτερα τοξική ρυπαντική ουσία, το όζον που βρίσκεται συσσωρευμένο στη στρατόσφαιρα (αμέσως επόμενο στρώμα ατμόσφαιρας – περίπου από τα 10χλμ. έως τα 45χλμ.) δρα ευεργετικά στη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη. Αυτό συμβαίνει γιατί απορροφά μεγάλο ποσοστό της υπεριώδους ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον ήλιο, η οποία είναι επικίνδυνη για τους οργανισμούς, εμποδίζοντάς την να φθάσει στην επιφάνεια της Γης. Δηλαδή λειτουργεί ως ένα τεράστιο προστατευτικό φίλτρο για τη βιόσφαιρα, από τη βιοκτόνο υπεριώδη ακτινοβολία.
Από τις αρχές της δεκαετίας του 1970 οι επιστήμονες έδειξαν ότι το στρώμα του όζοντος μπορεί να μειωθεί δραστικά από ανθρώπινες παρεμβάσεις. Κατά τα επόμενα χρόνια όλες οι μετρήσεις ήταν ενδεικτικές μιας γενικευμένης μείωσης του όζοντος στη στρατόσφαιρα. Το 1985 καταγράφηκε η εκτεταμένη μείωση του στρώματος του όζοντος, ιδιαίτερα κατά τους ανοιξιάτικους (του νότιου ημισφαιρίου) μήνες, στην περιοχή της Ανταρκτικής. Η έκταση μάλιστα της «τρύπας του όζοντος», όπως έχει αποκληθεί, στη συγκεκριμένη περιοχή το 1987 ήταν ήδη μεγαλύτερη από την έκταση της Ευρώπης (Σχήμα 17). Η «τρύπα του όζοντος» οφείλεται κυρίως στη δράση κάποιων χημικών ουσιών που λέγονται χλωροφθοράνθρακες (CFC’s), γνωστών και ως φρέον. Οι χλωροφθοράνθρακες είναι μια οικογένεια προϊόντων της χημικής βιομηχανίας που δημιουργήθηκαν τη δεκαετία του 1930. Επειδή είναι άχρωμοι, άγευστοι, μη τοξικοί, έχουν μεγάλη χημική σταθερότητα, είναι φθηνοί στην παραγωγή τους και εύκολοι στην αποθήκευσή τους θεωρήθηκαν ιδανικές ουσίες για πολλές εφαρμογές και χρησιμοποιήθηκαν ευρύτατα: ως προωθητικά αέρια στα αεροζόλ, ως ψυκτικό μέσο σε ψυγεία, ψυκτικές εγκαταστάσεις, σε συστήματα κλιματισμού, ως διαλυτικά, καθώς και για την παραγωγή πολλών αφρωδών συνθετικών προϊόντων από τους πυροσβεστήρες μέχρι τα μονωτικά υλικά των οικοδομών ή τις πλαστικές συσκευασίες.
Σχήμα 17Μέση μηνιαία συγκέντρωση συνολικού όζοντος κατά τον Οκτώβριο του 1987
Πηγή: Nimbus-7/TOMS. ©1995 The Exploratorium 3601 Lyon St. San Francisco, CA 94124
Λόγω της χημικής τους σταθερότητας έχουν μεγάλο χρόνο ζωής στην ατμόσφαιρα και ακολουθώντας τις κινήσεις των αερίων μαζών μεταφέρονται στη στρατόσφαιρα. Εκεί η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία διασπά τα μόρια των χλωροφθορανθράκων απελευθερώνοντας χλώριο το οποίο είναι υπεύθυνο για την καταστροφή του όζοντος (Σχήμα 18). Εκτός από τα CFC’s και άλλες χημικές ουσίες οι οποίες εμπεριέχουν χλώριο όπως ο τετραχλωράνθρακας και το μεθυλοχλωροφόρμιο συνεισφέρουν στην αύξηση της περιεκτικότητας του χλωρίου στην ατμόσφαιρα και τη μείωση του όζοντος (Σχήμα 19).
Όταν το όζον μειώνεται στη στρατόσφαιρα αυξάνεται το ποσό της υπεριώδους ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια της Γης με σοβαρές επιπτώσεις σ’ όλους τους οργανισμούς: αύξηση των ποσοστών του καρκίνου του δέρματος και του καταρράκτη των ματιών στον άνθρωπο και τα ζώα, εξασθένιση του ανοσοποιητικού συστήματος του ανθρώπου, μείωση της αυξητικής ικανότητας των φυτών και της απόδοσης των καλλιεργειών, αναστολή της αύξησης του φυτοπλαγκτού κ.α.
Τα μόρια των χλωροφθορανθράκων (CFC’s) μεταφέρονται στη στρατόσφαιρα. Εκεί η υπεριώδης ακτινοβολία του ήλιου αποσπά ένα άτομο χλωρίου από το μόριο του CFC. Το ελεύθερο χλώριο αντιδρά με ένα μόριο όζοντος (O3) και σχηματίζεται ένα μόριο μονοξειδίου του χλωρίου (ClO) και ένα μόριο οξυγόνου (O2). Ένα ελεύθερο άτομο οξυγόνου μπορεί να αναιρέσει το οξυγόνο από το μονοξείδιο του χλωρίου σχηματίζοντας ένα μόριο οξυγόνου (O2) απελευθερώνοντας το άτομο του χλωρίου το οποίο μπορεί να αντιδράσει εκ νέου με ένα μόριο όζοντος ξαναρχίζοντας τη διαδικασία. Μ’ αυτόν τον τρόπο κάθε άτομο χλωρίου μπορεί να καταστρέψει μέχρι και 100.000 μόρια όζοντος.Σχήμα 18Πως καταστρέφεται το όζον
Σχήμα 19Οι πιο κοινές χημικές ουσίες που προκαλούν μείωση της συγκέντρωσης του όζοντος στην ατμόσφαιρα
Το 1987 εκπρόσωποι 50 κρατών, υπό την αιγίδα του Ο.Η.Ε., κατέληξαν σε συμφωνία (Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ) στην οποία προβλεπόταν μείωση της παραγωγής CFC’s μέχρι το 1999 στα 50% του επιπέδου παραγωγής του 1986. Εν τω μεταξύ κάτω από την πίεση αυτών που υποστηρίζουν δραστικότερα μέτρα υπήρξαν αναθεωρήσεις στο πρωτόκολλο του Μόντρεαλ (Λονδίνο, 1990, Κοπενχάγη, 1992, Βιέννη, 1995, Μόντρεαλ, 1997, Πεκίνο, 1999). Η τελευταία αναθεώρηση αποσκοπούσε στο πάγωμα της παραγωγής υδροχλωροφθορανθράκων (HCFC’s - που χρησιμοποιήθηκαν αρχικά ως υποκατάστατα των CFC’s) έως το 2004 στις αναπτυγμένες χώρες, έως το 2016 στις αναπτυσσόμενες χώρες, καθώς και στην απαγόρευση της εμπορίας τους με τα μη συμβαλλόμενα στο πρωτόκολλο μέρη. Στόχευε επίσης στην απαγόρευση του βρωμοχλωρομεθανίου, που πρόσφατα προσδιορίστηκε ως ουσία που καταστρέφει το στρώμα του όζοντος. Επέβαλε την υποβολή έκθεσης σχετικά με τις ποσότητες βρωμιούχου μεθυλίου που χρησιμοποιούνται για λόγους υγειονομικής απομόνωσης και προετοιμασίας της αποστολής φορτίου. Οι αναθεωρήσεις αυτές προσαρμόζονται στα αποτελέσματα των μετρήσεων και ερευνών που διεξάγει μια διεθνής επιτροπή στην οποία συμμετέχουν επιστήμονες από όλο τον κόσμο. Η επιτροπή αυτή εκδίδει σε τακτά διαστήματα μια έκθεση (Scientific Assessment of Ozone Depletion) στην οποία παρουσιάζεται η εξέλιξη του φαινομένου.
Οι συστάσεις του πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ και των σχετικών αναθεωρήσεών του είχαν ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της παραγωγής των CFC’s, των HCFC’s αλλά και των υπολοίπων ουσιών που συμβάλλουν στην αραίωση του στρώματος του όζοντος. Κατ’ επέκταση, διαπιστώθηκε περιορισμός του φαινομένου (Σχήμα 20). Ωστόσο το φαινόμενο της αραίωσης του στρώματος του όζοντος θα εξακολουθήσει να υφίσταται κατά τις προσεχείς δεκαετίες εξαιτίας της χημικής σταθερότητας και της συνεχιζόμενης μετακίνησης στη στρατόσφαιρα των CFC’s και των υπολοίπων ουσιών που υπάρχουν ήδη στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.
Οι παρατηρήσεις των δορυφόρων δείχνουν μια μείωση των τιμών του συνολικού όζοντος σε παγκόσμιο επίπεδο εδώ και περισσότερο από δύο δεκαετίες. Στο επάνω διάγραμμα συγκρίνονται οι ετήσιοι μέσοι όροι των τιμών του όζοντος με το μέσο όρο από την περίοδο 1964-1980. Εποχιακές και ηλιακές επιδράσεις έχουν απαλειφθεί από τα δεδομένα. Κατά μέσο όρο, το παγκόσμιο όζον μειωνόταν κάθε χρόνο από το 1980 μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1990. Η μείωση επιδεινώθηκε περισσότερο κατά τη διάρκεια λίγων χρόνων, όταν aerosol από την έκρηξη του ηφαιστείου Pinatubo (1991) παρέμειναν στη στρατόσφαιρα. Το 2005 το όζον ήταν περίπου 4% κάτω από το μέσο όρο της περιόδου 1964-1980. Στο κάτω διάγραμμα συγκρίνονται οι μεταβολές του όζοντος της περιόδου 1980-2004 για διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη. Οι ευρύτερες μειώσεις λαμβάνουν χώρα στα μεγαλύτερα πλάτη (και στα δύο ημισφαίρια) εξαιτίας των σημαντικών αραιώσεων στις πολικές περιοχές. Οι απώλειες στο νότιο ημισφαίριο είναι μεγαλύτερες εξαιτίας της «τρύπας όζοντος» της Ανταρκτικής.Σχήμα 20Παγκόσμιες μεταβολές συνολικού όζοντος
Πηγή: World Meteorological Organization 2007.