Otsoni on luonnonkaasu maapallon ilmakehässä. Alemmassa ilmakehässä otsoni auttaa talteenottoa pitämään maan lämpimänä. Yläilmakehässä sillä on vielä tärkeämpi rooli suodattamalla haitalliset ultraviolettisäteet (UV) auringosta. Liiallinen altistuminen UV -säteille tuhoaa ihosolut, aiheuttaa syöpää ja kaihia ja voi johtaa silmänpohjan rappeutumiseen. Ilman suojaavaa otsonikerrosta maapallolla ei olisi elämää sellaisena kuin me sen tunnemme. Tästä syystä tutkijat ja ympäristönsuojelijat ympäri maailmaa olivat erittäin huolissaan suuren aukon löytämisestä otsonista Etelämantereen yli.
Keinotekoiset kloorifluorihiilivety (CFC) -yhdisteet, kloori ja bromi johtuvat siitä, että niissä syntyy reikä otsoniin. CFC -yhdisteet, joita käytettiin aerosolituotteissa, ilmastointilaitteissa ja jäähdytyslaitteissa, kiellettiin 108 maassa 1980 -luvulla; ne kuitenkin vapautuvat edelleen ilmakehään vanhoista edelleen käytössä olevista tuotteista. Lisäksi asiantuntijat arvioivat, että noin puolet ilmakehän bromista on peräisin ihmisistä ja lähes kaikki kloori.
CFC -yhdisteet nousevat ilmakehään ja altistuvat muille yhdisteille, äärimmäiselle kylmyydelle ja auringonvalolle ja muuttuvat klooriatomeiksi. Klooriatomit muuttavat otsonimolekyylit hapeksi. Ongelmana tässä on se, että vaikka happi on hyvä hengittää alemmassa ilmakehässä, se ei suodata UV -säteitä. CFC -yhdisteet “avaavat ikkunan” tehokkaasti suojaavassa ilmapiirissämme. Tämä otsonin ikkuna kasvaa Etelämantereen yli.
Tämä syrjäinen alue saattaa tuntua oudolta paikalta otsonin reikälle. Etelämantereella ei ole pysyviä ihmisiä, ja se on koskematon. Miksei reikä ole tiheästi asutuilla alueilla, joilla CFC -yhdisteiden ja muiden kasvihuonepäästöjen tiedetään olevan suuria? Osoittautuu, että vastaus liittyy maapallon kiertoon ja muihin ilmastollisiin tekijöihin.
Ensinnäkin maan pyörivä liike varmistaa, että kaikki ilmaan vapautuvat kaasut tai päästöt, olivatpa ne luonnollisia tai ihmisen aiheuttamia, leviävät enemmän tai vähemmän tasaisesti koko troposfääriin tai alempaan ilmakehään noin vuoden aikana. Ympäristönsuojeluviraston (EPA) mukaan näiden kaasujen leviäminen stratosfääriin tai sen yläosaan kestää XNUMX–XNUMX vuotta. Sieltä ilmasto vaikuttaa CFC -yhdisteiden muuttuvaan kemiaan ja niiden rooliin otsonireiän muodostamisessa.
Talvella maan kallistettu akseli estää auringonvaloa loistamasta etelänavalle. Tämä aiheuttaa ilmakehän lämpötilojen lasku Etelämantereen yläpuolella jopa -108 ° Fahrenheit (-78 ° C). Etelänavalta laskeva viileä ilma luo “talvipyörreilyn” kiertävistä tuulista keskialueilla Etelämantereen yläpuolella, toimien valtavan pyörremyrskyn tavoin. Tämä estää tehokkaasti otsonin etelämantereen sekoittumasta planeetan suurempaan ilmakehän altaaseen.
Kun lämpötilat laskevat edelleen auringottomana talvena, Etelämantereen yli alkaa muodostua polaarisia stratosfääripilviä (PSC) tai typpihappojääkiteitä. CFC-yhdisteet kerääntyvät näille jääkiteille yhdistettynä typpihappoyhdisteisiin, jotka muuttavat CFC-yhdisteet aktiivisemmiksi kloorimuodoiksi. Nämä yhdisteet rakentuvat pitkän talvikauden aikana.
Kun kevät tulee ja auringonvalo osuu pilviin, UV -säteily jakaa kloorimolekyylien emäalueen erittäin aktiivisiksi klooriatomeiksi. Jokainen yksittäinen klooriatomi voi tuhota valtavan määrän otsonimolekyylejä ja muuttaa ne hapeksi. Tuloksena on karannut prosessi, joka syö suojakaasut ja muodostaa valtavan reiän otsoniin.
Joka vuosi tiedemiehet seuraavat reikää kausiluonteisesti laajentuessaan ja supistuessaan. Vuonna 2005 otsonin reikä oli hätkähdyttävä 10 miljoonaa neliökilometriä eli noin kolme kertaa Yhdysvaltojen kokoinen. Vain vuosi 25,899,881 voitti tämän kyseenalaisen ennätyksen, ja reikä oli 2003 miljoonaa mailia.
Vuodenaikojen vaihtuessa ja pyörteen laantuessa ylempi alue lakkaa eristämästä, lämpötilat nousevat ja otsonin aukko kutistuu. Tiedemiehet kuitenkin uskovat nyt, että reikä ei ehkä korjaudu kokonaan ennen vuotta 2065. Vähemmän vaurioituneen otsonin odotetaan parantuvan noin vuonna 2040.
Vaikka voi olla rohkaisevaa, että meillä on ennustava asteikko otsonin reiän palauttamiseksi, on toinen huolenaihe. Otsonin köyhtyminen tapahtuu muutaman prosentin vuosivauhtia, etenkin planeetan keskipituisilla leveysasteilla. Vaikka tiedemiehet kamppailevat ymmärtääkseen tämän ilmiön, ihmiset ovat vaarassa saada lisää syöpätapauksia suuremman UV -altistuksen vuoksi sekä ohuemman ilmakehän suojapeitteen että otsonireiän vuoksi. Nämä monimutkaiset olosuhteet liittyvät myös läheisesti ilmaston lämpenemiseen.