Ozon är en naturlig spårgas i jordens atmosfär. I den lägre atmosfären hjälper ozon till att fånga värme för att hålla jorden varm. I den övre atmosfären spelar den en ännu viktigare roll genom att filtrera skadliga ultravioletta (UV) strålar från solen. Överexponering för UV-strålar förstör hudceller, orsakar cancer och grå starr och kan leda till makuladegeneration. Utan ett skyddande ozonskikt skulle det inte finnas liv på jorden som vi känner den. Av denna anledning var forskare och miljövänner världen över mycket oroliga över att upptäcka ett stort hål i ozonet över Antarktis.
Konstgjorda klorfluorkolföreningar (CFC), klor och brom tillskrivs att skapa hålet i ozonet. CFC, som används i aerosolprodukter, luftkonditioneringsapparater och kylaggregat, förbjöds i 108 länder på 1980-talet; dock fortsätter de att släppas ut i atmosfären från äldre produkter som fortfarande används. Dessutom uppskattar experter att ungefär hälften av bromet i atmosfären kommer från mänsklig användning, tillsammans med nästan allt klor.
CFC stiger upp i atmosfären och, genom exponering för andra föreningar, extrem kyla och solljus, omvandlas till kloratomer. Kloratomer ändrar ozonmolekyler till syre. Problemet här är att syre, även om det är bra att andas i den lägre atmosfären, inte filtrerar UV-strålar. CFC:er ”öppnar ett fönster” effektivt i vår skyddande atmosfär. Detta fönster i ozonet bygger över Antarktis.
Denna avlägsna region kan tyckas vara en udda plats för ett hål i ozonet. Antarktis är obefolkat av permanenta människor och förblir orörda. Varför ligger inte hålet över tätbefolkade områden där man vet att CFC och andra växthusutsläpp är höga? Det visar sig att svaret har att göra med jordens rotation och andra klimatologiska faktorer.
För det första säkerställer jordens snurrande rörelse att alla gaser eller utsläpp som släpps ut i luften, vare sig de är naturliga eller konstgjorda, sprids mer eller mindre jämnt över troposfären, eller lägre atmosfären, under cirka ett år. Enligt Environmental Protection Agency (EPA) tar det sedan allt från två till fem år för dessa gaser att spridas in i och genom stratosfären eller övre atmosfären. Härifrån spelar klimatet in i den förändrade kemin hos CFC och deras roll i att skapa hålet i ozon.
På vintern förhindrar jordens lutande axel solljus från att skina på sydpolen. Detta gör att temperaturen i atmosfären över Antarktis sjunker så lågt som -108° Fahrenheit (-78° Celsius). Sval luft som sjunker ner från sydpolen skapar en ”vintervirvel” av cirkulerande vindar på de mellersta breddgraderna över Antarktis, som fungerar som en enorm virvel. Detta skär effektivt av ozon över Antarktis från att blandas med planetens större atmosfäriska pool.
När temperaturen fortsätter att sjunka under den sollösa vintern börjar polära stratosfäriska moln (PSCs), eller moln av salpetersyra iskristaller, bildas över Antarktis. CFC-föreningar samlas på dessa iskristaller, i kombination med de salpetersyraföreningar som omvandlar CFC till mer aktiva former av klor. Dessa föreningar bygger under den långa vintersäsongen.
När våren kommer och solljus träffar molnen, delar UV-strålning moderloden av klormolekyler till högaktiva kloratomer. Varje enskild kloratom kan förstöra en enorm mängd ozonmolekyler och omvandla dem till syre. Resultatet är en skenande process som äter upp skyddsgaserna och skapar ett stort hål i ozonet.
Varje år övervakar forskare hålet när det säsongsmässigt expanderar och drar ihop sig. År 2005 mätte hålet i ozon häpnadsväckande 10 miljoner kvadratkilometer (25,899,881 2003 11 kvadratkilometer), eller ungefär tre gånger så stort som USA. Bara år XNUMX slog detta tvivelaktiga rekord, med ett hål som mätte XNUMX miljoner miles.
När årstiderna förändras och virveln avtar, upphör det övre området att vara isolerat, temperaturen stiger och öppningen i ozonen krymper. Men forskare tror nu att hålet kanske inte reparerar sig helt förrän år 2065. Det mindre skadade ozonet över Nordpolen förväntas läka till omkring 2040.
Även om det kan vara uppmuntrande att vi har en prediktiv skala för återhämtning av hålet i ozon, finns det en annan oro. Ozonutarmningen sker i en takt av några procent per år, mest märkbart på planetens mittbreddgrader. Medan forskare kämpar för att förstå detta fenomen, löper människor risk för ökade cancerfall på grund av större UV-exponering, både genom en tunnare skyddande atmosfärisk filt och på grund av ozonhålet. Dessa komplexa förhållanden är också nära förknippade med den globala uppvärmningen.