Bardzo groźne zjawisko powraca. I naukowcy już wiedzą, dlaczego

Warstwa ozonowa, znajdująca się w stratosferze na wysokości około 10–50 km nad powierzchnią Ziemi, absorbuje szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe typu B (UV-B). Dzięki temu chroni wszystkie formy życia przed jego destrukcyjnym wpływem.

Ozon, czyli forma tlenu, która pochłania szkodliwe promieniowanie, nie jest równomiernie rozłożony w atmosferze. Jego ilość w atmosferze jest tym niższa, im bliżej biegunów się znajdujemy. W krajach takich jak Nowa Zelandia i Australia poziom promieniowania UV jest nawet o 30% wyższy niż na porównywalnych szerokościach geograficznych na półkuli północnej, co przekłada się na wyższe wskaźniki zachorowań na czerniaka.

O tym, że z ozonem dzieje się coś niepokojącego, naukowcy wiedzą od początku lat 80. Brytyjscy naukowcy prowadzący badania na Antarktydzie wykazali w 1985 r., że poziomy ozonu nad tym kontynentem drastycznie spadły. Gdyby ta “dziura ozonowa” dalej się rozszerzała, powierzchnia naszej planety mogłaby zostać narażona na bombardowanie groźnym promieniowaniem.

W 1987 roku społeczność międzynarodowa podpisała więc Protokół Montrealski w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową, który wszedł w życie w 1989 roku. Jego celem było stopniowe wycofanie produkcji i użycia substancji odpowiedzialnych za niszczenie ozonu, takich jak chlorofluorowęglowodory (CFC) i halony.

Prof. Laura Revell, fizyk atmosfery z University of Canterbury, podkreśla znaczenie tego traktatu: "Protokół Montrealski jest prawdopodobnie najbardziej udanym traktatem środowiskowym. Dzięki niemu udało się zapobiec katastrofalnemu zanikowi globalnej warstwy ozonowej oraz ograniczyć globalne ocieplenie." Według prognoz naukowych, dzięki działaniom podjętym w ramach protokołu, warstwa ozonowa powinna powrócić do stanu z 1980 roku między 2040 a 2066 rokiem.

Oprócz ochrony warstwy ozonowej, Protokół Montrealski przyczynił się również do walki ze zmianami klimatu. Wiele substancji niszczących ozon to jednocześnie silne gazy cieplarniane. Wycofanie ich z użycia pozwoliło na uniknięcie dodatkowego ocieplenia. Badania sugerują, że dzięki protokołowi pierwsze lato bez lodu w Arktyce zostało opóźnione o nawet 15 lat.

Mimo sukcesów protokołu, dziura ozonowa wciąż wraca każdej antarktycznej zimy. I czasami, tak jak w 2023 r., osiąga niepokojące rozmiary.

Tegoroczna dziura ozonowa nad półkulą południową miała maksymalną powierzchnię 26,1 mln km² pod koniec września, co czyni ją szóstą co do wielkości dziurą ozonową od początku obserwacji w 1979 roku. Dane z Copernicus Atmosphere Monitoring Service wskazywały już na istnienie niezwykle dużej i trwałej dziury ozonowej nad Antarktydą w okresie od 2020 do 2022 r. Podczas gdy raport oceny naukowej UNEP przewiduje, że globalny ozon stratosferyczny powróci do poziomów z 1980 r. około 2040 r., zachowanie południowej warstwy ozonowej kontrastuje z obserwacjami z ostatnich 40 lat.

Naukowcy sądzą, że w ostatnich latach za wzrost dziury ozonowej odpowiadają dwa czynniki. Pierwszym z nich jest gigantyczna erupcja wulkanu Hunga Tonga w 2022 r., która wpompowała do stratosfery ogromne ilości pary wodnej i aerozoli, które osłabiają warstwę ozonu. Drugą jest zmienność potężnego pierścienia wichur, otaczających Antarktydę.

Ten wir antarktyczny to strefa bardzo silnego wiatru, powstającego w konsekwencji ruchu obrotowego Ziemi i dużych różnic temperatur między polarnymi i umiarkowanymi szerokościami geograficznymi. Jeśli to pasmo jest silne, działa jak bariera: masy powietrza między polarnymi i umiarkowanymi szerokościami geograficznymi nie mogą się mieszać, a ciepłe powietrze nie napływa nad Antarktydę.

Tymczasem rozmiar dziury ozonowej zależy od temperatury. W niższych temperaturach, dochodzi do powstawania tzw. chmur stratosferycznych. Te chmury sprzyjają reakcjom chemicznym, które prowadzą do niszczenia ozonu. Im niższa temperatura w stratosferze, tym więcej chmur stratosferycznych i tym większy potencjał do niszczenia ozonu. W skrócie, chłodniejsze zimy stratosferyczne sprzyjają powiększaniu dziury ozonowej, natomiast cieplejsze warunki mogą spowolnić ten proces.

Warstwie zagrażają jednak nowe zjawiska. Naukowcy nie są pewni, jak na nie zareaguje. Są wśród nich m.in. megapożary: badania pokazują, że gigantyczne pożary lasów, takie jak te w Australii w 2019 roku, mogą przyczyniać się do zubożenia ozonu poprzez emisję ogromnych ilości dymu i aerozoli do stratosfery. Niebezpieczne dla warstwy ozonowej mogą być też częstsze niż kiedykolwiek wcześniej starty rakiet: emitują one podczas lotu substancje niszczące ozon, a spalające się w atmosferze zużyte satelity mogą wprowadzać do atmosfery dodatkowe aerozole, negatywnie na warstwę ozonową.

Naukowców niepokoi też to, jak na ochronną warstwę ozonu wpłynąć mogą projekty geoinżynieryjne, w ramach których, dla ograniczenia globalnego ocieplenia, do stratosfery wprowadzone miałyby być aerozole, np. drobinki soli, które odbijałyby część promieni słonecznych w kosmos. Substancje te mogłyby jednak również przyczynić się do zubożenia warstwy ozonowej.

Historia dziury ozonowej pokazuje, że technologiczny postęp może przynosić zarówno rozwiązania, jak i nieprzewidziane konsekwencje. Dlatego nie możemy uznać problemu za całkowicie rozwiązany. Konieczne jest dalsze monitorowanie stanu warstwy ozonowej oraz adaptacja polityki środowiskowej do nowych wyzwań.

Dan Smale, główny technik z National Institute of Water and Atmospheric Research, podkreśla: "Chociaż większość gazów niszczących ozon jest zakazana, miną dekady, zanim znikną one ze stratosfery. W międzyczasie dziura ozonowa nadal będzie się tworzyć nad Antarktydą każdej wiosny, powodując kaskadowe zmiany temperatury, wiatrów i wzorców opadów na całej półkuli południowej."