Vuonna 1974 kemistit Mario Molina ja Sherwood Rowland Kalifornian yliopistosta, Irvine, varoittivat ensin otsonin heikkenemisen vaarasta ilmakehässä. Heidän ennustuksensa vahvistivat havainnot vuonna 1985, jolloin Etelämantereen yläpuolella havaittiin otsonireikä. Maailma huomasi Montrealin vuonna 1987 ja suostui tekemään jotain otsonikerroksen heikentymisen torjumiseksi. Vuonna 2018 tutkijat ilmoittivat varovasti, että otsonireikä, joka on kasvanut vuodesta 1985, kun se löydettiin, on voinut alkaa kutistua. Jos ihmisten toiminta on johtanut otsonikerroksen paranemiseen, kansainvälinen yhteisö on osoittanut, että se voi ratkaista vakavat ympäristöongelmat, kun kaikki työskentelevät yhdessä.
Mikä on otsoni ja missä otsonikerros on?
Korkealla maanpinnan yläpuolella - tarkalleen 15 ja 30 kilometrin välillä - ohut kerros otsonia absorboi ultraviolettisäteily, mikä suojaa kaikkea ja kaikkia maan päällä altistumiselta tappavalle säteilylle. Otsonimolekyyli (O3) koostuu kolmesta happiatomista. Se muodostuu, kun ilmakehän happi (O
2) on vuorovaikutuksessa auringon säteilyn kanssa ja hajoaa kahteen happiatomiin; jokainen atomi liittyy sitten happimolekyyliin. Otsonimolekyyli on epävakaa, joten se pian hajoaa muodostaen jälleen molekyylihappea. Tämä syklinen prosessi absorboi säteilyä ja sitä tapahtuu jatkuvasti stratosfäärin yläjuoksulla.Tutkijat mittaavat otsonikerroksen Dobson-yksiköissä, joka on otsonimolekyylien lukumäärä, joka tarvitaan 0,01 millimetrin paksuisen kerroksen tekemiseksi. Otsonikerroksen keskimääräinen paksuus on 300 Dobson-yksikköä eli noin 3 millimetriä. Se ei ole kovin paksu - se on noin kolmen pennun paksuus, jotka on pinottu yhteen.
Otsonikaton määritelmä ja miten se tapahtuu
Otsonivaje johtuu kemikaaleista, jotka sisältävät klooria ja bromia, jotka ovat halogeeneja. Ne ovat tärkeitä komponentteja klorofluorihiilivetyiksi kutsuttujen kylmäaineiden luokassa, joita käytettiin voimakkaasti 1900-luvun puolivälissä. CFC: t ovat inerttejä ja kykenevät siirtymään ilmakehän yläosaan tuulivirroilla, missä auringon ultraviolettienergia hajottaa ne toisistaan.
Kloori- ja bromiatomit ovat erittäin reaktiivisia, ja vapautettuaan CFC-molekyyleistä ne reagoivat otsonin ylimääräisen happiatomin kanssa tuottaakseen hypokloriitin (ClO-) tai hypobromiitti (BrO-) ioneja ja molekyylihappea. Nämä ionit ovat edelleen epävakaita, ja ne reagoivat toisen otsonimolekyylin kanssa tuottamaan enemmän molekyylihappea ja jättävät halogeeni-ionin vapaana aloittamaan prosessin uudestaan.
Otsonikerroksen vakavin köyhtyminen tapahtuu etelänavan yli talven loppupuolella ja alkukeväällä. Tuolloin otsonikerros pienenee vain 100 Dobson-yksikköön tai noin sentin paksuuteen. Siitä lähtien kun se havaittiin, tämä "otsonireikä" on kasvanut suuremmaksi jokaisella peräkkäisellä Etelämantereen talvella ennen kuin se katoaa kesällä.
Montrealin pöytäkirja ja otsonikerroksen parantaminen
Vuonna 1987 ryhmä 24 maata kokoontui Montrealissa ja neuvotteli "Montrealin pöytäkirjan aineista Heikentävät otsonikerrosta. "He sopivat luopuvan CFC-yhdisteiden ja muiden otsonikerrosta heikentävien kemikaalien käytöstä 1995. Siitä lähtien otsonireikä on kasvanut edelleen, lähinnä ilmakehässä jo olevien kemikaalien ansiosta. Vuonna 2016 ryhmä MIT-tutkijoita löysi kuitenkin todisteita otsonikerroksen parantumisesta. Etelämantereen otsonireikä alkaa kasvaa myöhemmin kaudella, ei kasva niin suureksi eikä ole enää niin syvä. Tutkijat pitävät tätä todisteena Montrealin pöytäkirjan toimivuudesta. Jos se on ja jatkuu niin, he odottavat reiän parantuvan kokonaan 2000-luvun puoliväliin mennessä.