V roce 1974 chemici Mario Molina a Sherwood Rowland z Kalifornské univerzity v Irvine poprvé varovali před nebezpečím poškození ozónu v atmosféře. Jejich předpovědi byly potvrzeny pozorováním v roce 1985, kdy byla nad Antarktidou detekována ozonová díra. Svět si toho všiml a v roce 1987 se v Montrealu dohodl, že udělá něco s vyčerpáním ozonové vrstvy. V roce 2018 vědci opatrně oznámili, že ozónová díra, která roste od objevu v roce 1985, se mohla začít zmenšovat. Pokud jednání lidí přineslo uzdravení ozonové vrstvy, mezinárodní společenství prokázalo, že může vyřešit vážné problémy životního prostředí, když každý pracuje společně.
Co je ozon a kde je ozonová vrstva?
Vysoko nad zemí - přesněji mezi 15 a 30 kilometry - se absorbuje tenká vrstva ozonu ultrafialové sluneční světlo, čímž chrání vše a všechny na zemi před vystavením smrtícímu záření. Molekula ozonu (O3) se skládá ze tří atomů kyslíku. Vzniká při atmosférickém kyslíku (O2) interaguje se slunečním zářením a rozpadá se na dva atomy kyslíku; každý atom se potom spojí s molekulou kyslíku. Molekula ozonu je nestabilní, takže se brzy rozpadne a znovu vytvoří molekulární kyslík. Tento cyklický proces absorbuje záření a neustále se vyskytuje v horním toku stratosféry.
Vědci měří ozonovou vrstvu v jednotkách Dobson, což je počet molekul ozonu, které jsou potřebné k vytvoření vrstvy silné 0,01 milimetru. Průměrná tloušťka ozonové vrstvy je 300 Dobsonových jednotek nebo asi 3 milimetry. To není moc tlusté - jde o tloušťku tří pencí naskládaných dohromady.
Definice vyčerpání ozonu a jak se to stane
Úbytek ozonu je způsoben chemickými látkami obsahujícími prvky chlor a brom, které jsou halogeny. Jsou důležitými složkami třídy chladiv nazývaných chlorfluoruhlovodíky (CFC), která byla v polovině 20. století hojně používána. CFC jsou inertní a jsou schopny migrovat do horních vrstev atmosféry pomocí větrných proudů, kde je ultrafialová energie slunce rozbíjí.
Atomy chloru a bromu jsou vysoce reaktivní a po uvolnění z molekul CFC reagují s extra atomem kyslíku v ozonu za vzniku chlornanu (ClO-) nebo hypobromit (BrO-) ionty a molekulární kyslík. Tyto ionty jsou stále nestabilní a reagují s druhou molekulou ozonu za vzniku více molekulárního kyslíku a nechávají halogenový iont volný k opětovnému zahájení procesu.
K nejzávažnějšímu úbytku ozonové vrstvy dochází nad jižním pólem na konci zimy a brzy na jaře. V té době je ozonová vrstva snížena na pouhých 100 Dobsonových jednotek nebo na tloušťku desetníku. Od té doby, co byla objevena, se tato „ozonová díra“ v každé následující antarktické zimě zvětšila, než v létě zmizela.
Montrealský protokol a ozonová vrstva
V roce 1987 se skupina 24 národů sešla v Montrealu a sjednala „Montrealský protokol o látkách, které Poškozujte ozonovou vrstvu. “Dohodli se na postupném ukončení používání CFC a dalších chemikálií poškozujících ozonovou vrstvu 1995. Od té doby ozónová díra dále rostla, a to především díky chemickým látkám, které již byly v atmosféře. V roce 2016 však skupina vědců MIT našla důkazy o hojení ozonovou vrstvou. Antarktická ozónová díra začíná růst později v sezóně, neroste tak velký a už není tak hluboký. Vědci to považují za důkaz, že Montrealský protokol funguje. Pokud tomu tak je a bude pokračovat, očekávají úplné uzdravení díry v polovině 21. století.