Groźny ozon

Czy na uratowanie planety Ziemi jest już za późno?

Zdumieni naukowcy początkowo nie wierzyli w wyniki pomiarów, okazało się jednak, że wszystko się zgadza. Oto nad Antarktydą pojawiła się gigantyczna dziura ozonowa, największa do tej pory. Ta rana w ochronnym płaszczu Ziemi ma powierzchnię 28,3 miliona km kwadratowych – trzy razy tyle, co terytorium Stanów Zjednoczonych. Tym samym pobity został poprzedni, smutny rekord z września 1998 roku, kiedy to powierzchnia dziury ozonowej miała 27,2 miliona km kwadratowych.
Obecna luka w ozonowej tarczy Ziemi, którą dokładnie zmierzyły satelity amerykańskiej agencji kosmicznej NASA, obejmuje całą Antarktydę, a nawet krańce Ameryki Południowej. Naukowcy są zaskoczeni nie tylko rozmiarami “dziury-potwora”, jak określił ją londyński dziennik “The Times”, ale także szybkością, z jaką się pojawiła. W końcu sierpnia zawartość ozonu w atmosferze nad Antarktydą była mniejsza o jedną trzecią, na początku września – już o połowę. “Wiedzieliśmy, że dziura ozonowa w tym roku będzie wielka, ale nikt nie przypuszczał, że przybierze aż takie rozmiary. Ponadto pojawiła się jakieś dwa tygodnie wcześniej niż zazwyczaj”, powiedział dr Paul Newman z wydziału NASA zajmującego się badaniem wysokich warstw atmosfery. Jego kolega, Michael Kurylo, podkreślił: “Tegoroczna dziura stanowi jednoznaczne świadectwo, że ozonowy płaszcz Ziemi jest niezwykle kruchy”.
Zazwyczaj luka w warstwie ochronnej ozonu zaczyna tworzyć się nad Antarktydą w lipcu. Promienie słoneczne wprawiają w ruch reakcję związków chemicznych zawierających chlor, które w lodowatym powietrzu zawędrowały aż do stratosfery. Swe apogeum dziura ozonowa osiąga w połowie września, zaś zaczyna zanikać w październiku, gdy powietrze stratosferyczne się ogrzeje.
Ozon to bladoniebieski gaz, o przenikliwym zapachu, którego cząsteczka składa się z trzech atomów tlenu (cząsteczka “normalnego”, molekularnego tlenu zbudowana jest tylko z dwóch atomów). W atmosferze planety gazu tego jest bardzo niewiele – gdyby cały ozon został zebrany w warunkach ciśnienia panującego przy powierzchni planety, powstałby otulający Ziemię płaszcz grubości zaledwie 3 milimetrów. Przy powierzchni planety ozon jest szkodliwy – powoduje choroby dróg oddechowych i spadek plonów. Jednak ozon stratosferyczny, unoszący się na wysokości 15-45 km, pełni dobroczynną rolę “okularów przeciwsłonecznych” Ziemi – jak zwierciadło

odbija z powrotem w kosmos

wyemitowane przez Słońce, szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe. Dopiero po wykształceniu się warstwy ozonowej życie mogło opuścić wody oceanów i opanować także lądy.
Obecnie jednak ozonowa tarcza Ziemi jest postrzępiona jak nigdy w historii. Przyczyniły się do tego fluorochlorowęglowodory, zwane pospolicie freonami, oraz inne związki chemiczne, “niszczyciele ozonu” produkowane przez człowieka. Freony (określane też angielskim skrótem CFCs) zostały wynalezione w 1929 roku przez specjalistów z amerykańskiego koncernu General Motors. Były tanie, nietoksyczne, niepalne, nie wchodziły w reakcje z innymi związkami chemicznymi. Uznano je więc za substancje wręcz doskonałe. Freony przez dziesięciolecia stosowane były jako nośniki w pojemnikach z aerozolami, jako płyn roboczy w chłodniach, instalacjach klimatyzacyjnych i lodówkach, do wyrobu tworzyw piankowych. Szczyt produkcji tych związków chemicznych przypadł na początek lat 80. Nikt nie przypuszczał, że freony są na tyle trwałe, że nie rozpadną się podczas wędrówki ku wyższym warstwom atmosfery, trwającej niekiedy dziesięciolecia. Kiedy już znalazły się w stratosferze – rozpoczęły niszczycielskie dzieło. Reakcja unicestwiania ozonu przebiega w określonych warunkach – w bardzo niskich temperaturach (ok. minus 80 stopni) i przy udziale promieni słonecznych. Warunki takie występują zazwyczaj wiosną. Energia słoneczna uwalnia z freonów atomy chloru, które rozbijają cząsteczki ozonu – powstają wtedy tlenki chloru i zwykły dwuatomowy tlen. Jednak cząsteczka chloru może unicestwić 100 tysięcy molekuł ozonu.
Dopiero w 1974 roku naukowcy ostrzegli, że CFCs mogą podziurawić ozonowy płaszcz Ziemi jak sito. Nikt jednak nie przejął się tymi głosami rozsądku. Kiedy w 1979 roku po raz pierwszy wykryto dziurę ozonową nad Antarktydą, początkowo “poważni badacze” uznali to za błąd w pomiarach. W 1980 roku szczelina w ozonowym puklerzu pojawiła się znowu – tym razem znacznie większa. Odtąd dziura ozonowa rejestrowana jest każdego roku – i rośnie.
Ludzkość zareagowała powoli. Dopiero w 1987 roku podpisano Protokół Montrealski, zakazujący produkcji freonów, do którego stopniowo przystąpiła większość państw, jednak jeszcze w 1989 roku wytworzono na świecie 1,1 miliona ton “twardych”, najbardziej ozonobójczych freonów. Obecnie produkcja tych związków wynosi “tylko” 250 tysięcy ton rocznie, wytwarzane są jednak inne chemikalia wobec ozonu wrogie – halony, używane w niektórych typach gaśnic, rozpuszczalniki – chloroform i czterochlorek węgla, niektóre substytuty freonów oraz środek owadobójczy bromometan. Freony wyprodukowane w latach 70. i 80. docierają właśnie do stratosfery, dlatego też dziury ozonowe

mają gigantyczne rozmiary.

“W dolnych warstwach atmosfery niszczycieli ozonu jest już mniej. Kiedy jednak dziura stanie się tylko wspomnieniem, będziemy bardzo starymi ludźmi”, mówi Paul Newman. Optymiści przewidują, że rany w ozonowym puklerzu planety zostaną zaleczone około 2050 roku. Zdaniem pesymistów nastąpi to dopiero w końcu XXI stulecia. Być może jednak stanie się inaczej. Produkcja freonów wprawdzie została zredukowna, jednak rolę niszczyciela ozonu przejmuje gaz cieplarniany – dwutlenek węgla, którego emisje, mimo złożonych przez polityków obietnic, nadal rosną. Paradoksalnie, dwutlenek węgla powoduje wzrost temperatur przy powierzchni planety, jednak ochładza stratosferę, co umożliwia reakcje niszczenia ozonu. Znamienne, że w tym roku vortex, okrążający biegun południowy prąd powietrzny, jest wyjątkowo potężny i sięga daleko na północ. Niektórzy eksperci obawiają się, że oznacza to pojawienie się zmian klimatycznych także w stratosferze. Duża prędkość vorteksu uniemożliwia wniknięcie cieplejszych mas powietrza, tak że temperatura spada do krytycznej wartości minus 80 stopni. Zdaniem meteorologów, tegoroczny “potworny” vortex może sprawić, że dziura ozonowa utrzyma się aż do grudnia. Niewykluczone też, że szczeliny w ozonowym płaszczu Ziemi będą z roku na rok coraz większe.
Promieniowanie ultrafioletowe, które poprzez otwór dociera do powierzchni planety, może spowodować zaburzenia układu immunologicznego, choroby oczu i nowotwory skóry. Z pewnością nie przypadkiem liczba zachorowań na raka w Australii i Nowej Zelandii bije światowe rekordy. W Australii, liczącej 17 milionów mieszkańców, 140 tysięcy zapada rocznie na raka skóry. Nowozelandzkie Towarzystwo Walki z Rakiem twierdzi, że na trzech mieszkańców Nowej Zelandii u dwóch rozwinie się nowotwór skóry. Zagrożonych jest dwie trzecie całej populacji kraju! W nowozelandzkich supermarketach znajdują się przenośne gabinety, w których lekarze badają klientów pod kątem wykrywania symptomów raka. Jest to usługa bezpłatna – swoista nagroda za dokonane zakupy.
Promieniowanie ultrafioletowe niesie też inne niebezpieczeństwa – niszczy ikrę rybią i plankton, stanowiący pierwsze ogniwo łańcucha pokarmowego. Po zmniejszeniu się ilości planktonu roślinnego morze ma ograniczoną zdolność wchłaniania dwutlenku węgla. Promieniowanie UV zaburza wzrost i zdolności asymilacyjne także roślin lądowych.
Tygodnik “Time” zwraca uwagę, że być może katastrofa klimatyczna już się rozpoczęła. Informacja o potwornej dziurze ozonowej jest tylko ogniwem w całym łańcuchu hiobowych wieści. Niedawno światowe media poinformowały o topnieniu lodu na biegunie północnym. Zaraz potem naukowcy z uniwersytetu stanu Wisconsin obliczyli, na podstawie starych archiwów i kronik kościelnych, sięgających IX wieku, że w ciągu ostatnich 150 lat zima na półkuli północnej stała się krótsza o 18 dni. Obliczenia te są całkowicie pewne. “Time” zwraca uwagę, że procesy zmian w atmosferze rozpoczynają się powoli, za to trwają długo. Dziura ozonowa wciąż rośnie, chociaż emisje freonów zaczęto ograniczać 13 lat temu. Być może na uratowanie planety jest już za późno – radykalne środki w celu ochrony atmosfery powinny zostać podjęte przed kilkudziesięciu laty.