Dziura ozonowa – charakterystyka

Dziura ozonowa to zjawisko zmniejszania ilości cząsteczek ozonu w stratosferze. Im jest ich mniej, tym więcej promieniowania Słonecznego dostaje się do powierzchni Ziemi. 

Atmosfera to gazowa powłoka otaczająca Ziemię, złożona w główniej części z azotu (78%), tlenu (21%) oraz 1% innych gazów (dwutlenku węgla, argonu, neonu, helu, metanu, kryptonu, wodoru, pary wodnej i areozoli). 
Składa się z warstw, różniących się między sobą temperaturą i ciśnieniem w nich panującym. Przy powierzchni Ziemi znajduje się troposfera, po niej jest tropopauza, następnie stratosfera, stratopauza, mezosfera, mezopauza, termosfera, termopauza i na końcu egzosfera
Ozon występuje w stratosferze, a dokładniej w jej górnej części zwanej ozonosferą. Powstaje z tlenu, który występuje w postaci dwuatomowej, to znaczy że jedna jego cząsteczka składa się z dwóch atomów. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (UV) wysyłanego przez Słońce cząsteczki są rozbijane na pojedyncze cząstki. Te łączą się z pozostałymi nierozłożonymi cząsteczkami tlenu (dwuatomowymi) tworząc tlen trójatomowy, czyli ozon. Warstwa, w której on występuje, czyli ozonosfera chroni Ziemię przed promieniowaniem UV pochłaniając ich znaczną część. Przy pochłanianiu promieniowania przez cząsteczki ozonu, następuje przekształcenie go z powrotem z tlen. Proces zamiany ozonu w tlen następuje również w przypadku wybuchów wulkanów, ponieważ podczas erupcji wiele destrukcyjnych gazów jest emitowanych do atmosfery.
Jeśli proces powstawania i rozpadu ozonu nie jest zachwiany przez inne czynniki warstwa ozonu nie jest zagrożona i utrzymuje się w stanie równowagi. Jednak wraz z rozwojem przemysłu zaczęły pojawiać się czynniki powodujące rozpad ozonu nie wymagające obecności promieniowania UV. 
Do atmosfery przedostają się freony, czyli węglowodory chloro – lub fluoropochodne, czyli takie, w których atom wodoru jest zastąpiony atomem chloru lub fluoru. Te związki są trwałe, niepalne, szkodliwe dla człowieka, ale łatwo poddają się skraplaniu i odparowaniu. Z tego względu są powszechnie używane w produkcji lodówek, chłodni, urządzeniach klimatycznych, samochodowych, puszek aerozolowych jako gaz nośny, np. dezodorantów.  Przedostając się do atmosfery pozostają w niej długo, gdyż mogą rozpaść się dopiero pod wpływem promieniowania słonecznego, czyli w ozonosferze. Słońce rozbija wtedy cząsteczki na pojedyncze atomy ,w tym atom chloru, który z kolei wykorzystuje cząsteczki ozonu zabierając im atomy tlenu. Ozon wówczas rozpada się tworząc tlen dwuatomowy, natomiast atom chloru przyłącza się do kolejnej cząsteczki ozonu rozwalając ją i tak aż do wyczerpania cząsteczek ozonu lub do usunięcia chloru z atmosfery. W ten sposób jeden atom chloru może zniszczyć około 100 cząsteczek ozonu, natomiast ich produkcja jest nadal taka sama. Owe zachwianie równowagi jest w skrajnym przypadku powoduje powstanie dziury w warstwie, czyli miejsca w którym grubość ozonosfery spadnie poniżej 220 dobsonów (DU). Średnia jej grubość wynosi około 300 DU, co odpowiada około 3 mm. 
Ubytek ozonu maleje stosunkowo wolno w okolicach równika i wzrasta oddalając się w coraz niższe szerokości geograficzne. Jest to związane z intensywnością promieniowania słonecznego, którego jest analogicznie mniej im mniejsze szerokości geograficzne. Jednakże najmniej ozonu jest w rejonach równika, a ich ilość wzrasta w miarę przybliżania się do biegunów.  Szybki ubytek ozonu jest zauważalny poza kołem podbiegunowym , co jest związane z występowaniem zjawiska nocy polarnej, podczas której jest produkowana mniejsza ilość cząsteczek ozonu, a niszczonych jest tyle samo.Na uwagę zasługuje fakt, że temperatury w okolicy Arktyki na półkuli północnej są wyższe niż w okolicy Antarktydy na półkuli południowej, gdzie notuje się największy ubytek ozonu. 
Rozrastanie dziury ozonowej stanowi zagrożenie dla organizmów, ponieważ promieniowanie słoneczne jest szkodliwe dla zdrowia i życia, powodując między innymi poparzenia skóry, uszkodzenia komórek, zmiany genetyczne, choroby nowotworowe (czerniaka skóry), obniżenie odporności, zaćmę oczu. Ponadto brak zatrzymywania promieniowania UV przez ozonosferę powoduje zmiany klimatu, w szczególności jego ocieplenie. 
W 1985 roku uchwalono Konwencję Wiedeńską, w sprawie ochrony ozonowej, która obligowała kraje podpisujące się pod nią do ograniczenia emisji freonów do atmosfery jak również do prowadzenie ogólnodostępnych pomiarów. W 1987 roku 20 państw podpisało dodatkowo Protokół Montrealski, który zakazywał całkowitego wykorzystywania freonów. Obecnie podpisanych pod nim jest 160 państw świata. Od tego czasu emisja freonów spadła o 90 %. 

Autor zdjęcia: NASA