Η τρύπα του όζοντος

Η καταστροφή του όζοντος και ο σχηματισμός της «τρύπας του όζοντος»:
Κατά τηδεκαετία του ’80 μία βρετανική ερευνητική ομάδα η οποία μελετούσε την ατμόσφαιρα της Ανταρκτικής, διαπίστωσε πολύ μεγάλη αραίωση του στρώματος του όζοντος. Μετρήσεις που ακολούθησαν, απέδειξαν την ύπαρξη μίας γρήγορης και εκτεταμένης καταστροφής η οποία σήμερα καταλαμβάνει έκταση μεγαλύτερη από την έκταση της Β. Αμερικής. Αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε «τρύπα του όζοντος» (Ozonehole).
Η αραίωση της στιβάδας πάνω από την Ανταρκτική φτάνει σε ποσοστό 50% κατά τη διάρκεια της άνοιξης του νοτίου ημισφαιρίου (από τα μισά του Αυγούστου –Σεπτέμβριο- Οκτώβριο). Το φαινόμενο δεν μπορεί να εξηγηθεί αποκλειστικά από τη χημεία. Οι άνεμοι κατά τη διάρκεια του χειμώνα οδηγούν σε ακραία ψύξη πάνω από την Ανταρκτική, πράγμα το οποίο έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό πολικών στρατοσφαιρικών νεφών. Αυτά τα νέφη σε συνδυασμό με τις χημικές ουσίες που προκαλούν την αραίωση του όζοντος, προκαλούν μια δραματική επιτάχυνση της καταστροφής του όζοντος με αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας «τρύπας». Αργότερα, η θέρμανση του αέρα από την ηλιακή ακτινοβολία έχει ως αποτέλεσμα να εξαφανίζονται τα στρατοσφαιρικά νέφη και να επιβραδύνεται η καταστροφή του όζοντος.
Δυστυχώς, οι ενδείξεις δείχνουν ότι παρατηρείται αραίωση της στιβάδας του όζοντος και σε άλλες περιοχές του πλανήτη, γεγονός που μας κάνει να μιλάμε για «τρύπες» του όζοντος. Τα τελευταία χρόνια, τρύπα του όζοντος κάλυπτε ήδη ολόκληρη την επιφάνεια της Ευρώπης. Επίσης, μικρότερες τρύπες του όζοντος έχουν παρατηρηθεί πάνω από περιοχές και χώρες, όπως η Αυστραλία, η Νέα Ζηλανδία, η Νότια Αμερική και η Νότια Αφρική, έχοντας πολύ σοβαρές συνέπειες για την υγεία των κατοίκων, οι οποίοι εκτίθενται στις βλαβερές συνέπειες της υπεριώδους ακτινοβολίας.
Μια σειρά από ανθρώπινες δραστηριότητες είναι υπεύθυνες για την απελευθέρωση στην ατμόσφαιρα χημικών ενώσεων οι οποίες καταστρέφουν το στρατοσφαιρικό όζον (O3). Οι εμπλεκόμενοι ρύποι είναι συνήθως οι χλωροφθοράνθρακες (CFC’s-ή freons), τα halons (ή βρωμοφθοράνθρακες) (βλ. 4.2.5), ο τετραχλωράνθρακας και το μεθυλικό χλωροφόρμιο.
Οι CFCs έχουν μεγάλο χρόνο ζωής, 40-100 χρόνια, γεγονός το οποίο τους καθιστά μακροχρόνια απειλή. Μετά από ένα χρονικό διάστημα 10 χρόνων, μεταφέρονται σε κατακόρυφο επίπεδο και διεισδύουν τελικά στη στρατόσφαιρα. Εκεί, λόγω της έκθεσης στην έντονη ακτινοβολία UV-B, φωτοδιασπώνται. Το χλώριο που απελευθερώνεται ευθύνεται για την καταστροφή των μορίων του όζοντος. Υπολογίζεται ότι κάθε ρίζα χλωρίου (Cl·) που απελευθερώνεται μπορεί να καταστρέψει 100.000 περίπου μόρια όζοντος.
Την καταστροφή του όζοντος έχουν ως αποτέλεσμα και άλλες ουσίες, όπως τα οξείδια του αζώτου τα οποία εκλύονται από τα καύσιμα των υπερηχητικών αεροπλάνων, ενώ το βρώμιο που περιέχουν οι βρωμοφθοράνθρακες είναι δραστικότερο από το χλώριο, όσον αφορά στην καταστροφή του όζοντος.

Οι επιπτώσεις της τρύπας του όζοντος στην ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον:
Η στoιβάδα του όζοντος της στρατόσφαιρας έχει πολύ μεγάλη σημασία για την προστασία των βιολογικών συστημάτων. Το στρώμα αυτό έχει την ικανότητα να φιλτράρει την ηλιακή ακτινοβολία προσροφώντας την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία και προστατεύοντας τους ζωντανούς οργανισμούς της γης από την έκθεσή τους στην καταστρεπτική αυτή ακτινοβολία Για να περιγράψουμε τις βιολογικές συνέπειες της υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι χρήσιμο να τη χωρίσουμε σε τρεις ζώνες (ανάλογα με το μήκος κύματος): τη UV-A (315-400nm), τη UV-B (280-315nm) και τη UV-C (100-280nm).
Οι ακτίνες UV-C είναι οι πιο επικίνδυνες και αυτές με τη μεγαλύτερη ενέργεια. Στο παρελθόν, δόθηκε λίγη σημασία στις ακτίνες αυτές, αφού φιλτράρονταν κανονικά από το στρώμα του όζοντος και δεν έφταναν στη γη. Ωστόσο, οι λεπτύνσεις και οι τρύπες της στιβάδας του όζοντος προκαλούν πλέον μεγαλύτερη ανησυχία, σχετικά με την έκθεση στη UV-C.

Βιοποικιλότητα και οικοσυστήματα:
Αμερικανοί επιστήμονες ανακάλυψαν ότι σημαντικές δόσεις ηλιακής ακτινοβολίας μπορούν να διεισδύσουν μέσα στα ήρεμα νερά των ωκεανών και να φτάσουν σε βάθος μέχρι περίπου 2,5 μέτρα. Η διείσδυση αυξανόμενων ποσών ακτινοβολίας UV-B στα υδάτινα οικοσυστήματα μπορεί να προκαλέσει βλάβες στο πλαγκτόν. Όταν η ηλιακή ακτινοβολία αυξάνεται, το πλαγκτόν βυθίζεται βαθύτερα στο νερό με συνέπεια να μειώνεται η ποσότητα του ορατού φωτός που απαιτείται για τη φωτοσύνθεση. Έτσι, μειώνεται η ανάπτυξή του και η ταχύτητα αναπαραγωγής του. Το σύνολο της τροφής και του οξυγόνου που παράγεται από το πλαγκτόν μειώνεται λόγω της αυξημένης έκθεσης σε ακτινοβολία UV. Ακόμα και στην περίπτωση μιας περιοριοσμένης αύξησης της ακτινοβολίας UV θα μπορούσε να μειωθεί η ποικιλία και η αφθονία των ειδών του φυτοπλαγκτόν, προκαλώντας μεταβολές σε ολόκληρη τη θαλάσσια κοινότητα. Επιπλέον, η καταστροφή του φυτοπλαγκτόν εντείνει το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Τα φυτά είναι επίσης ευαίσθητα στην ακτινοβολία UV-B, η οποία καταστρέφει τη χλωροφύλλη, μειώνει τη φωτοσυνθετική και αναπαραγωγική τους ικανότητα επηρεάζοντας τη βάση της τροφικής αλυσίδας.

Υγεία:
Η αυξημένη έκθεση στη UV-A ακτινοβολία μπορεί να συμβάλει στη γήρανση του δέρματος, σε βλάβη του DNA και πιθανόν στον καρκίνο του δέρματος. Επίσης, αυξημένη έκθεση στην UV-Β ακτινοβολία μπορεί να δημιουργήσει σοβαρές βλάβες στον άνθρωπο, όπως φωτοκερατίτιδα (UV κερατίτιδα), καταρράκτη στους οφθαλμούς και εξασθένιση του ανοσοποιητικού συστήματος και καρκίνους του δέρματος, όπως το μελάνωμα. Τα περισσότερα από τα δερματικά καρκινώματα (90%) αποδίδονται στην έκθεση στις ακτίνες UV-B. Τον μεγαλύτερο κίνδυνο για καρκίνο του δέρματος διατρέχουν οι άνθρωποι με ανοιχτόχρωμο δέρμα. Τα μόρια του DNA και RNA απορροφούν κυρίως την ακτινοβολία UV-B, η οποία μπορεί να διασπάσει τους δεσμούς στις αλυσίδες τους, οδηγώντας σε μεταλλάξεις οι οποίες μπορούν να καταλήξουν σε καρκινογόνους όγκους. Μείωση κατά 1% του στρώματος του όζοντος θα προκαλούσε αύξηση στην ακτινοβολία UV-B που φτάνει στο έδαφος κατά περίπου 2% και, πιθανόν, θα επακολουθούσε αύξηση στα καρκινώματα κατά μέσον όρο 5%. Μια άλλη αρνητική επίδραση στην ανθρώπινη υγεία είναι η ανοσοανεπάρκεια, η μεταβολή, δηλαδή, του ανοσοποιητικού συστήματος (παραγωγή αντισωμάτων και ανοσοποιητικών κυττάρων), η οποία έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη τρωτότητα στις ασθένειες

Τρόποι αντιμετώπισης του φαινομένου:
Στις 16 Σεπτεμβρίου του 1987 (από τότε η 16η Σεπτεμβρίου έχει ανακηρυχτεί από τον ΟΗΕ Παγκόσμια Ημέρα κατά της Τρύπας του Όζοντος) υπεγράφη από 46 χώρες το πρωτόκολλο του Μόντρεαλ, η σημαντικότερη και αποτελεσματικότερη πράξη αντιμετώπισης του φαινομένου της τρύπας του όζοντος μέχρι σήμερα. Στόχος του Πρωτόκολλου ήταν η σταδιακή εξάλειψη των CFC άλλων ODS (Ozone Depleting Substances ή Ουσίες που Φθείρουν το Όζον) όπως οι υδροχλωροφθοράνθρακες (HCFC) ή το μεθυλοβρωμίδιο (CH3Br) για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα της καταστροφής του όζοντος, που είχε ανακαλυφθεί πριν από δύο χρόνια. Ορίστηκε επίσης χρονοδιάγραμμα για την αποκατάσταση του όζοντος που είχε ήδη καταστραφεί. Όποια χώρα υπογράφει το πρωτόκολλο, υποχρεούται αυτόματα τη διακοπή παραγωγής και κατανάλωσης CFC. Με τη συνεργασία της Ευρωπαϊκής Ένωσης, καταργήθηκε σταδιακά το 99% των χλωροφθορανθράκων οικιακής χρήσης, ενώ παράλληλα στοχεύει με νομοθεσίες (όπως αυτή του 2006) να ρυθμίσει τη χρήση φθοριούχων αερίων από βιομηχανίες, που επίσης καταστρέφουν τη στοιβάδα του όζοντος. Το καλοκαίρι του 2009 η εφαρμογή του Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ έγινε οικουμενική, καθώς υπέγραψε και η τελευταία από τις 196 χώρες-μέλη του Ο.Η.Ε. Πρόσφατα ο Ο.Η.Ε. παρουσίασε έκθεση με τίτλο «Επιστημονική Εκτίμηση της Εξάντλησης του Όζοντος 2010» για την κατάσταση της τρύπας του όζοντος, σύμφωνα με την οποία τα νέα είναι εξαιρετικά ευχάριστα. Η τρύπα του όζοντος έχει πλέον σταματήσει να αραιώνει, αλλαγή η οποία συνέβαλλε και στη μείωση της υπερθέρμανσης του πλανήτη, εφόσον αυτή αποτελεί συνέπεια του φαινομένου. Αν και τα αποτελέσματα της έκθεσης είναι ενθαρρυντικά, ο Ο.Η.Ε. μας προτρέπει να μην καθησυχαστούμε, καθώς ακόμα δεν έχει ξεκινήσει η αποκατάσταση της τρύπας του όζοντος σε ικανοποιητικούς ρυθμούς. Σύμφωνα με υπολογισμούς, τα επίπεδα του όζοντος θα έχουν φτάσει εκείνα του 1980 κάποια στιγμή στο διάστημα 2045-2060.

Συρρίκνωση της τρύπας του όζοντος:
Συρρικνώθηκε η τρύπα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική, όπως προκύπτει από δορυφορικές μετρήσεις της NASA και της Αμερικανικής Εθνικής Υπηρεσίας για τους Ωκεανούς και την Ατμόσφαιρα (NOAA).
Πιο συγκεκριμένα, φέτος η τρύπα του όζοντος είχε τη μικρότερη έκταση για δεύτερη φορά εδώ και είκοσι χρόνια, ωστόσο συνεχίζει να καλύπτει μια μεγάλη περιοχή ίση με τη Βόρειο Αμερική.
Με βάση τις δορυφορικές εικόνες η έκταση της τρύπας του όζοντος μειώθηκε φέτος στα 17,9 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα.
Αρνητικό ρεκόρ είχε καταγραφεί το 2000, χρονιά κατά την οποία η έκταση της τρύπας του όζοντος έφτασε τα 29,7 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα.
Το στρώμα του όζοντος, που προστατεύει τη Γη από την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία η οποία ενοχοποιείται για καρκίνο του δέρματος και καταρράκτη, άρχισε από το 1980 να αναπτύσσει τρύπες σε ετήσια βάση εξαιτίας της χρήσης χλωροφθορανθράκων.
Οι χλωροφθοράνθρακες, που παλαιότερα χρησιμοποιούνταν σε ψυγεία και σπρέι, απαγορεύθηκαν το 1987 με την υπογραφή του Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ.
Μια από τις ιδιότητές τους είναι ότι παραμένουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στην ατμόσφαιρα, γεγονός που σημαίνει ότι πρέπει να περάσουν πολλές δεκαετίες μέχρι οι συγκεντρώσεις τους να φτάσουν τα επίπεδα πριν το 1980.
Σε αυτό το πλαίσιο οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η αποκατάσταση του στρώματος του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική δεν αναμένεται νωρίτερα από το 2060.

Πηγή 1
Πηγή 2