Ozónová vrstva je neoddeliteľnou súčasťou toho, čo robí obývateľnú Zem. Táto oblasť stratosféry je zodpovedná za absorbovanie väčšiny ultrafialového žiarenia Slnka, čím sa zaistí, aby suchozemské organizmy neboli ožiarené. Od sedemdesiatych rokov 20. storočia si vedci uvedomovali trvalý pokles tejto vrstvy okolo južného polárneho regiónu a výrazný sezónny pokles. Tento jav, známy ako „ozónová diera“, je už desaťročia hlavným problémom.
Pokusy o nápravu tejto situácie sa zamerali na zníženie používania priemyselných chemikálií, ako sú chlórfluórované uhľovodíky (CFC). Toto úsilie vyvrcholilo podpísaním Montrealského protokolu v roku 1987, ktorý požadoval úplné ukončenie používania látok poškodzujúcich ozónovú vrstvu (ODS). A podľa nedávnej štúdie tímu vedcov NASA, ozónová diera vykazuje známky výrazného zotavenia.
Štúdia s názvom „Pokles v antarktickej deplécii ozónu a nižšie stratosférické množstvo chlóru stanovené na základe pozorovaní sondy mikrovlnnej končatiny Aura“ sa nedávno objavila vo vedeckom časopise Geofyzikálny výskumný list. Štúdiu viedla Susan E Strahan a spoluautorka Anne R. Douglass, dvoch vedcov z laboratória NASA Goddard's Atmospheric Chemistry and Dynamics Laboratory.
Kvôli štúdiu tím konzultoval údaje zo satelitu Aura NASA, ktorý monitoruje južnú polárnu oblasť od roku 2005. Po spustení v roku 2004 bolo cieľom satelitu Aura vykonávať merania ozónu, aerosólov a kľúčových plynov v atmosféra Zeme. Podľa údajov získaných od roku 2005 viedlo zníženie používania CFC k zníženiu vyčerpania ozónu o 20%.
Zjednodušene povedané, CFC sú chemické zlúčeniny s dlhou životnosťou, ktoré sa skladajú z uhlíka, chlóru a fluóru. Od druhej polovice 20. storočia sa používajú v mnohých priemyselných aplikáciách, ako sú chladiace zariadenia (ako Freon), v chemických aerosóloch (ako hnacie plyny) a ako rozpúšťadlá. Tieto chemikálie nakoniec vstúpia do stratosféry, kde sa stanú vystavené UV žiareniu a rozložia sa na atómy chlóru.
Tieto atómy chlóru majú chaos s ozónovou vrstvou, kde katalyzujú tvorbu kyslíkového plynu (O²). Táto aktivita sa začína približne v júli počas zimy na južnej pologuli, keď slnečné lúče spôsobujú zvýšenie katalýzy atómov chlóru a brómu odvodených od CFC v atmosfére. Do septembra (t. J. Na južnej pologuli) vrcholia aktivity, čo vedie k „ozónovej diere“, ktorú vedci prvýkrát zaznamenali v roku 1985.
Štúdie štatistickej analýzy v minulosti naznačili, že odvádzanie ozónu sa od tej doby zvýšilo. Táto štúdia - ktorá ako prvá použila merania chemického zloženia vo vnútri ozónovej diery - však naznačila, že dochádza k poklesu vyčerpania ozónu. Okrem toho naznačujú, že tento pokles je spôsobený poklesom používania CFC.
Ako Susan Strahan vysvetlila v nedávnej tlačovej správe NASA: „Veľmi jasne vidíme, že chlór z CFC klesá v ozónovej dierke a vďaka tomu dochádza k menšiemu vyčerpávaniu ozónu.“ Pri určovaní toho, ako sa z roka na rok mení ozón a ďalšie chemikálie v atmosfére, sa vedci spoliehali na údaje zo sondy Microwave Limb Sounder (MLS) satelitu Aura.
Na rozdiel od iných prístrojov, ktoré sa spoliehajú na slnečné svetlo, aby získali spektrá z atmosférických plynov, tento prístroj meria tieto plyny a príslušné emisie mikrovln. Výsledkom je, že dokáže merať stopové plyny nad Antarktídou v kľúčovom období roka - keď zimná južná pologuľa a počasie v stratosfére je pokojné a teploty sú nízke a stabilné.
Zmena hladín ozónu od začiatku do konca zimy na južnej pologuli (začiatkom júla do polovice septembra) bola vypočítaná denne pomocou merania MLS každý rok od roku 2005 do roku 2016. Zatiaľ čo tieto merania naznačovali zníženie straty ozónu, Strahan a Douglass chceli zodpovednosť za určité zníženie používania CFC.
Urobili to hľadaním výpovedných znakov kyseliny chlorovodíkovej v údajoch MLS, ktoré sa chlór vytvorí reakciou s metánom (ale iba vtedy, keď sa vyčerpá všetok dostupný ozón). Ako vysvetlil Strahan:
„Počas tohto obdobia sú antarktické teploty vždy veľmi nízke, takže miera deštrukcie ozónu závisí predovšetkým od množstva chlóru. To je, keď chceme merať stratu ozónu ... Približne v polovici októbra sa všetky zlúčeniny chlóru bežne premieňajú na jeden plyn, takže meraním kyseliny chlorovodíkovej máme dobré meranie celkového chlóru. “
Ďalší náznak bol vo forme hladín oxidu dusného, ďalšieho plynu s dlhou životnosťou, ktorý sa vo väčšine stratosféry správa rovnako ako CFC, ale ktorý rovnako ako CFC neklesá. Ak by CFC v stratosfére klesali, znamenalo by to, že by bolo v porovnaní s oxidom dusnatým prítomné menej chlóru. Porovnávaním MLS kyseliny chlorovodíkovej a oxidu dusného každý rok zistili, že hladiny chlóru klesajú približne o 0,8 percenta ročne.
Ako naznačil Strahan, v období rokov 2005 až 2016 došlo k poklesu o 20%, čo zodpovedalo očakávaniam. "Je to veľmi blízko tomu, čo náš model predpovedá, že by sme mali vidieť toto množstvo poklesu chlóru," uviedla. „To nám dáva istotu, že pokles vyčerpania ozónu do polovice septembra, ktorý ukazujú údaje MLS, je spôsobený klesajúcou hladinou chlóru pochádzajúceho z CFC. Zatiaľ však nevidíme zreteľný pokles veľkosti ozónovej diery, pretože je to kontrolované hlavne teplotou po polovici septembra, ktorá sa z roka na rok mení. “
Očakáva sa, že tento proces regenerácie bude pokračovať, pretože CFC postupne opúšťajú atmosféru, hoci vedci predpokladajú, že úplné zotavenie bude trvať desaťročia. Toto je veľmi dobrá správa vzhľadom na to, že ozónová diera bola objavená len asi pred tromi desaťročiami a hladiny ozónu sa začali stabilizovať asi o desať rokov neskôr. Ako však vysvetlil Douglass, úplné zotavenie nie je pravdepodobné až v druhej polovici tohto storočia:
„CFC majú životnosť 50 až 100 rokov, takže v atmosfére zostávajú veľmi dlho. Pokiaľ ide o ozónovú dieru, pozeráme sa na rok 2060 alebo 2080. A aj tak by mohla byť ešte malá diera. “
Montrealský protokol sa často uvádza ako príklad účinných medzinárodných opatrení v oblasti klímy az dobrého dôvodu. Protokol bol dosiahnutý trinásť rokov po dosiahnutí vedeckého konsenzu o vyčerpaní ozónu a len dva roky po dosť alarmujúcom objave ozónovej diery. A v nasledujúcich rokoch sa signatári naďalej zaviazali plniť svoje ciele a dosiahnuť zníženie cieľov.
V budúcnosti sa očakáva, že podobné opatrenia možno dosiahnuť v oblasti zmeny klímy, ktorá je už mnoho rokov oneskorená a odolná. Ako však ukazuje prípad ozónovej diery, medzinárodné kroky môžu problém vyriešiť skôr, ako bude príliš neskoro.
