Osoon on Maa atmosfääris leiduv looduslik jälggaas. Madalamates atmosfäärikihtides aitab osoon soojust kinni hoida, et hoida maad soojana. Ülemistes atmosfäärikihtides mängib see veelgi olulisemat rolli, filtreerides päikeselt kahjulikke ultraviolettkiire (UV). Liigne kokkupuude UV-kiirtega hävitab naharakud, põhjustab vähki ja katarakti ning võib põhjustada kollatähni degeneratsiooni. Ilma kaitsva osoonikihita poleks maa peal elu sellisena, nagu me seda teame. Sel põhjusel olid teadlased ja keskkonnakaitsjad üle maailma äärmiselt mures Antarktika kohal osoonis suure augu avastamise pärast.
Inimtekkelised klorofluorosüsivesinike (CFC) ühendid, kloor ja broom on seotud osooni augu tekitamisega. CFC-d, mida kasutati aerosooltoodetes, kliimaseadmetes ja külmutusseadmetes, olid 108. aastatel keelatud 1980 riigis; need aga paisatakse jätkuvalt atmosfääri vanadest veel kasutusel olevatest toodetest. Lisaks sellele on ekspertide hinnangul umbes pool atmosfääris leiduvast broomist inimtarbimisest ja peaaegu kogu kloor.
CFC-d tõusevad atmosfääri ja muude ühendite, äärmise külma ja päikesevalguse mõjul muutuvad klooriaatomiteks. Kloori aatomid muudavad osooni molekulid hapnikuks. Probleem on selles, et kuigi hapnik on madalamas atmosfääris hästi hingamiseks, ei filtreeri see UV-kiiri. CFC-d avavad meie kaitsvas atmosfääris tõhusalt akna. See aken osoonis kerkib üle Antarktika.
See kauge piirkond võib tunduda veider koht osooniaugu jaoks. Antarktika on alaliste inimesteta asustamata ja jääb puutumatuks. Miks ei ole auk tihedalt asustatud piirkondade kohal, kus freoonide ja muude kasvuhoonegaaside heitkogused on teadaolevalt suured? Selgub, et vastus on seotud maakera pöörlemise ja muude klimatoloogiliste teguritega.
Esiteks tagab maa pöörlev liikumine selle, et kõik õhku paisatavad looduslikud või inimtegevusest tingitud gaasid või heitkogused levivad ligikaudu aasta jooksul enam-vähem ühtlaselt üle troposfääri ehk madalama atmosfääri. Keskkonnakaitseagentuuri (EPA) andmetel kulub nende gaaside stratosfääri või ülemisse atmosfääri ja kogu sellesse levimiseks kaks kuni viis aastat. Siit alates hakkab kliima mängima CFC-de muutuvas keemias ja nende rollis osoonis oleva augu tekitamisel.
Talvel ei lase maakera viltune telg päikesevalgust lõunapoolusele paista. See põhjustab Antarktika kohal oleva atmosfääri temperatuuri langemise nii madalale kui -108 ° Fahrenheiti (-78 ° Celsiuse järgi). Lõunapooluselt laskuv jahe õhk tekitab Antarktika kohal keskmistel laiuskraadidel ringlevatest tuultest “talvise keerise”, mis toimib tohutu keerisena. See eemaldab tõhusalt Antarktika kohal oleva osooni segunemise planeedi suurema atmosfääribasseiniga.
Kuna temperatuur päikesevabal talvel jätkuvalt langeb, hakkavad Antarktika kohal moodustuma polaarsed stratosfääripilved (PSC) ehk lämmastikhappe jääkristallide pilved. CFC-ühendid kogunevad nendele jääkristallidele, ühinedes lämmastikhappeühenditega, mis muudavad CFC-d kloori aktiivsemateks vormideks. Need ühendid tekivad pika talvehooaja jooksul.
Kui kevad saabub ja päikesevalgus pilvede vastu lööb, lõhestab UV-kiirgus kloorimolekulide põhiosa väga aktiivseteks klooriaatomiteks. Iga üksik klooriaatom võib hävitada suure hulga osoonimolekule, muutes need hapnikuks. Tulemuseks on põgenemisprotsess, mis sööb ära kaitsegaasid, luues osoonis tohutu augu.
Igal aastal jälgivad teadlased auku, kuna see hooajaliselt laieneb ja kahaneb. 2005. aastal oli osoonis oleva augu pindala jahmatavalt 10 miljonit ruutmiili (25,899,881 2003 11 ruutkilomeetrit) ehk ligikaudu kolm korda suurem kui USA. Vaid XNUMX. aasta ületas selle kahtlase rekordi auguga, mille pikkus oli XNUMX miljonit miili.
Kui aastaajad muutuvad ja keeris vaibub, lakkab ülemine ala olema isoleeritud, temperatuur tõuseb ja osooni ava väheneb. Nüüd aga usuvad teadlased, et auk ei pruugi end täielikult parandada enne 2065. aastat. Põhjapooluse kohal olev vähem kahjustatud osoon paraneb eeldatavasti umbes 2040. aastaks.
Kuigi võib olla julgustav, et meil on prognoositav skaala osooniaugu taastumiseks, on veel üks probleem. Osoonikihi kahanemine toimub mõne protsendi võrra aastas, kõige märgatavamalt planeedi keskmistel laiuskraadidel. Kuigi teadlased näevad vaeva selle nähtuse mõistmisega, on inimestel suurem risk haigestuda vähki nii õhukese kaitsva atmosfäärikatte kui ka osooniaugu tõttu suurema UV-kiirguse mõju tõttu. Need keerulised tingimused on tihedalt seotud ka globaalse soojenemisega.