Po trzech dekadach obserwacji naukowcy nareszcie znaleźli pierwsze dowody na zmniejszanie się cieszącej się złą sławą dziury ozonowej na półkuli południowej.

W 1974 roku dwóch chemików z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, Mario Molina i Sherwood Rowland, napisało artykuł dla czasopisma Nature, w którym szczegółowo opisali zagrożenia dla warstwy ozonowej ze strony freonów, czyli związków CFC (ang. chlorofluorocarbon). W tym czasie freony były powszechnie używane przy produkcji aerozoli oraz jako czynnik chłodniczy w chłodziarkach i szybko gromadziły się w atmosferze.

Przełomowe badania – za które w 1995 roku otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii – konkludowały, że atmosfera ma jedynie „skończoną pojemność wchłaniania atomów chloru” w stratosferze.

Po ostrych atakach ze strony przemysłu chemicznego, prawdziwość badań Moliny i Rowlanda została potwierdzona 11 lat później, w 1985 roku, kiedy zespół angielskich naukowców zdał sobie sprawę z tragicznych konsekwencji tej teorii: związki CFC stworzyły dziurę w warstwie ozonowej. A utrata ochronnego ozonu może prowadzić do wyższego wskaźnika zachorowań na raka skóry u ludzi i zwierząt.

Początek poprawy

Grupa badaczy, na czele z Susan Solomon, profesorem chemii atmosfery i nauk o klimacie na MIT, znalazła liczne dowody na zmniejszanie się dziury. Wyniki badań zostały opublikowane w ubiegły czwartek w czasopiśmie Science.

Dziura ozonowa co roku formuje się nad Antarktyką, proces rozpoczyna się w sierpniu i zwykle trwa do października. Ekipa Susan Solomon porównała pomiary ozonu z września, dzięki danym zebranym z balonów i satelitów, ze statystycznymi symulacjami przewidującymi stężenie ozonu.

Zespół odkrył, że w ostatnich latach dziura zaczęła przekraczać granicę 12 milionów kilometrów kwadratowych później, bo dopiero południową wiosną, co świadczy o zmniejszaniu się dziury wrześniowej. Tak naprawdę naukowcy wierzą, że dziura ozonowa skurczyła się o ponad 4 miliony kilometrów kwadratowych. Co więcej, dziura nie jest tak głęboka, jak była.

Fakt, że dziura ozonowa otwiera się później jest tutaj naprawdę kluczowy – twierdzi Solomon. – Otwiera się później, jest mniejsza i płytsza. Pomiary są niezależne, a skoro wszystkie wskazują na jej zmniejszanie się, trudno wymyślić jakieś inne wytłumaczenie – dodaje.

Naukowcy odkryli również, że ich obserwacje pokrywają się z modelowymi prognozami, a ponad połowa skurczenia przekłada się na redukcję chloru w atmosferze.

Według Donalda Blake’a, profesora chemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine, badania te są jak dotąd najbardziej kompletną analizą dziury ozonowej.

Radzenie sobie z problemem

W latach 80. XX wieku stężenie ozonu w atmosferze spadało niezwykle szybko. Wprowadzenie w 1987 roku Protokołu Montrealskiego – powszechnie uważanego za sukces współpracy międzynarodowej – szybko doprowadziło do wycofywania freonów, a warstwa ozonowa się ustabilizowała – choć nadal znajdowała się na poziomie spadkowym.

Rozmiar dziury ozonowej zmienia się z roku na rok. Wpływ na to mają zmiany meteorologiczne i działalność wulkanów, przez co trudno jest zidentyfikować tendencję do gojenia się dziury. Naukowcy wierzą, że zmniejszanie się dziury stabilnie postępuje od początku XXI wieku, choć w październiku 2015 roku zanotowano największy rozmiar.

Naukowcy od dawna uważali, że warstwa ozonowa powoli się odnawia, jednak zespół Solomon – składający się z naukowców z MIT, National Center for Atmospheric Research i University of Leeds – jest pierwszym, który dotarł do dowodów na regenerację warstwy.

Choć rozmiar dziury w 2015 roku był nadzwyczajny, Solomon wini za to w dużym stopniu wybuch wulkanu Calbuco w Chile w kwietniu 2015 roku. Choć wulkany nie wyrzucają cząsteczek chloru do atmosfery, ich wkład w postaci małych drobinek zwiększa liczbę polarnych chmur stratosferycznych, które wchodzą w reakcję z chlorem produkowanym przez człowieka.

Skutki w przyszłości

Odkrycia naukowców sugerują, że regeneracja ozonu następuje w oczekiwanym tempie. Jak wyjaśnił Blake, pokazuje, że obecność gazów negatywnie wpływających na poziom ozonu zmniejsza się w atmosferze.

Jednak Solomon i Blake oczekują, że tendencja do powolnej regeneracji dziury będzie kontynuowana, a pełne wyzdrowienie przewidują nie wcześniej niż w latach 50. XXI wieku. Produkcja związków CFC zakończyła się w latach 90. XX wieku, ale ich okres życia wynosi od 50 do 100 lat, więc cząsteczki chloru wytworzone w latach 70. i 80. nadal krążą w atmosferze.

Mimo to odkrycie jest pozytywną kulminacją dziesiątek lat badań naukowców, inżynierów i dyplomatów na całym świecie.

- To niezwykła historia – uważa Solomon. – Daje nam nadzieję na radzenie sobie z dużymi problemami związanymi ze środowiskiem.

- Wspaniale jest … widzieć czarno na białym, że nasze konkretne oczekiwania pokrywają się z wynikami, bardzo mnie to cieszy – dodaje Blake. – Szkoda, że Sherry [Sherwood Rowland] nie doczekał tej chwili… byłby bardzo szczęśliwy mogąc to przeczytać.

Tekst: Aaron Sidder

Źródło: National Geographic News

Zobacz kolejny odcinek naszego serialu "Warto spróbować" - tym razem nasza reporterka podejmuje wyzwania kajakarstwa górskiego!