Τι απέγινε η περίφημη τρύπα του όζοντος; – Ένα χημικό μυστήριο

Στα τέλη της δεκαετίας του 1970, ο Τζόναθαν Σάνκλιν, μετεωρολόγος της Βρετανικής Έρευνας της Ανταρκτικής, περνούσε μεγάλο μέρος του χρόνου του κρυμμένος σε ένα γραφείο στο Κέιμπριτζ, δουλεύοντας σε ένα σωρό δεδομένα από τη νοτιότερη ήπειρο του πλανήτη μας.

Ο Σάνκλιν ήταν υπεύθυνος για την επίβλεψη της ψηφιοποίησης των χάρτινων αρχείων και τον υπολογισμό των τιμών από τα φασματοφωτόμετρα Dobson – επίγεια όργανα που μετρούν τις μεταβολές του ατμοσφαιρικού όζοντος.

Καθώς περνούσαν τα χρόνια, ο Σάνκλιν άρχισε να βλέπει ότι κάτι συνέβαινε – μετά από σχεδόν δύο δεκαετίες σχετικά σταθερών μετρήσεων, παρατήρησε ότι τα επίπεδα του όζοντος άρχισαν να μειώνονται στα τέλη της δεκαετίας του 1970.

Αρχικά, τα αφεντικά του Σάνκλιν δεν ήταν τόσο σίγουροι όσο εκείνος ότι κάτι συνέβαινε, γεγονός που τον απογοήτευσε.

Μέχρι το 1984, το στρώμα του όζοντος πάνω από τον ερευνητικό σταθμό Halley Bay της Ανταρκτικής είχε χάσει το ένα τρίτο του πάχους του σε σχέση με τις προηγούμενες δεκαετίες. Ο Σάνκλιν και οι συνάδελφοί του Τζο Φάρμαν και Μπράιαν Γκάρντινερ δημοσίευσαν τα ευρήματά τους τον επόμενο χρόνο, υποδεικνύοντας μια σύνδεση με μια ανθρωπογενή ένωση που ονομάζεται χλωροφθοράνθρακες (CFC), η οποία χρησιμοποιείται στα αερολύματα και στις συσκευές ψύξης.

Η ανακάλυψή τους, η αραίωση του στρώματος του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική, έγινε γνωστή ως τρύπα του όζοντος.

Καθώς διαδόθηκε η είδηση της ανακάλυψης, ο συναγερμός έπληξε όλο τον κόσμο. Οι προβλέψεις ότι η καταστροφή του στρώματος του όζοντος θα είχε δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία των ανθρώπων και των οικοσυστημάτων προκάλεσαν τον φόβο του κοινού, κινητοποίησαν την επιστημονική έρευνα και κινητοποίησαν τις κυβερνήσεις του κόσμου να συνεργαστούν με πρωτοφανή τρόπο.

Από την ακμή της, η ιστορία ενός από τα σοβαρότερα περιβαλλοντικά προβλήματα που έχει αντιμετωπίσει η ανθρωπότητα έχει σε μεγάλο βαθμό εξαφανιστεί από το ραντάρ.

Περισσότερα από 30 χρόνια μετά την ανακάλυψή της, τι συνέβη με την τρύπα του όζοντος;

Ένα φαινόμενο ζωτικής σημασίας

Το όζον βρίσκεται κυρίως στη στρατόσφαιρα, ένα στρώμα της ατμόσφαιρας μεταξύ 10-50 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της Γης. Αυτό το στρώμα όζοντος σχηματίζει μια αόρατη προστατευτική ασπίδα πάνω από τον πλανήτη, απορροφώντας τη βλαβερή υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου. Χωρίς αυτό, η ζωή στη Γη… δεν θα υπήρχε.

Όπως αναφέρει το BBC, η Βρετανική Ανταρκτική Έρευνα άρχισε για πρώτη φορά να μετρά τις συγκεντρώσεις του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική τη δεκαετία του 1950. Πέρασαν όμως αρκετές δεκαετίες μέχρι να γίνει σαφές ότι υπήρχε πρόβλημα.

Το 1974, οι επιστήμονες Μάριο Μολίνα και Σέρι Ρόουλαντ δημοσίευσαν μια εργασία στην οποία θεωρούσαν ότι οι CFCs θα μπορούσαν να καταστρέψουν το όζον στη στρατόσφαιρα της Γης.

Μέχρι τότε οι CFC θεωρούνταν ακίνδυνοι, αλλά οι Μολίνα και Ρόουλαντ υπέδειξαν ότι η υπόθεση αυτή ήταν λανθασμένη. Τα ευρήματά τους δέχθηκαν επίθεση από τη βιομηχανία, η οποία επέμενε ότι τα προϊόντα της ήταν ασφαλή.

Μεταξύ των επιστημόνων, η έρευνά τους αμφισβητήθηκε. Οι προβλέψεις έδειχναν ότι η μείωση του όζοντος θα ήταν μικρή – μεταξύ 2-4% – και πολλοί πίστευαν ότι θα συνέβαινε σε βάθος αιώνων.

Η χρήση των CFCs συνεχίστηκε απρόσκοπτα και μέχρι τη δεκαετία του 1970 ήταν πανταχού παρόντες σε όλο τον κόσμο, καθώς χρησιμοποιούνταν ως ψυκτικά μέσα σε ψυγεία και κλιματιστικά, σε αεροζόλ και ως βιομηχανικά καθαριστικά.

Μια μόλις δεκαετία αργότερα, το 1985, η Βρετανική Ανταρκτική Έρευνα επιβεβαίωσε την ύπαρξη τρύπας στο στρώμα του όζοντος και υπέδειξε τη σύνδεση με τους CFCs – δικαιώνοντας το έργο των Molina και Rowland, στους οποίους τελικά απονεμήθηκε το Νόμπελ Χημείας του 1995.

Ακόμα χειρότερα, η μείωση του όζοντος συνέβαινε πολύ πιο γρήγορα από ό,τι είχε προβλεφθεί. «Ήταν πραγματικά σοκαριστικό», λέει ο Σάνκλιν.

Από τότε, οι επιστήμονες έκαναν αγώνα δρόμου για να καταλάβουν πώς και γιατί συνέβαινε αυτό.

Ένα χημικό μυστήριο

Το 1986, καθώς ο χειμώνας της Ανταρκτικής πλησίαζε στο τέλος του, η Σούζαν Σόλομον, ερευνήτρια της Εθνικής Υπηρεσίας Ωκεανών και Ατμόσφαιρας της αμερικανικής κυβέρνησης, οδήγησε μια ομάδα επιστημόνων στη βάση ΜακΜέρντο σε αναζήτηση απαντήσεων.

Εκείνη την εποχή, οι επιστήμονες συζητούσαν τρεις πιθανές θεωρίες, μία από τις οποίες είχε προτείνει η Σόλομον: ότι η απάντηση μπορεί να βρίσκεται στην επιφανειακή χημεία που περιλαμβάνει το χλώριο στα πολικά στρατοσφαιρικά σύννεφα, τα οποία εμφανίζονται σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη και σχηματίζονται μόνο κατά τη διάρκεια πολύ χαμηλών θερμοκρασιών τον πολικό χειμώνα.

«Ήταν ένα μεγάλο μυστήριο», λέει ο Solomon, που σήμερα είναι καθηγητής ατμοσφαιρικής χημείας και κλιματικής επιστήμης στο ΜΙΤ. Η έρευνά της εξήγησε πώς και γιατί εμφανίζεται η τρύπα του όζοντος στην Ανταρκτική.

«Όλα τα δεδομένα έδειχναν ότι ο συνδυασμός της αύξησης του χλωρίου από την ανθρώπινη χρήση των CFCs και της παρουσίας των πολικών στρατοσφαιρικών νεφών ήταν το έναυσμα για αυτό που συνέβη».

Η δορυφορική παρακολούθηση επιβεβαίωσε ότι η μείωση του όζοντος εκτεινόταν σε μια τεράστια περιοχή – 7,7 εκατομμύρια τετραγωνικά μίλια (20 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα).

Η σοβαρή απειλή που συνιστά η μείωση του όζοντος – αύξηση του καρκίνου του δέρματος και του καταρράκτη στους ανθρώπους, βλάβη στην ανάπτυξη των φυτών, των γεωργικών καλλιεργειών και των ζώων και προβλήματα αναπαραγωγής σε ψάρια, καβούρια, βατράχια και φυτοπλαγκτόν, τη βάση της θαλάσσιας τροφικής αλυσίδας – ώθησε τη διεθνή δράση και συνεργασία.

Αλλά αν αναλογιστεί κανείς πόσο σοβαρή απειλή θεωρήθηκε η τρύπα του όζοντος, γιατί δεν ακούμε πια συχνά γι’ αυτήν;

«Δεν υπάρχει ο ίδιος λόγος ανησυχίας που ίσχυε κάποτε», λέει η Λόρα Ρέβελ, αναπληρώτρια καθηγήτρια περιβαλλοντικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Canterbury της Νέας Ζηλανδίας. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στα πρωτοφανή διεθνή μέτρα που έλαβαν οι κυβερνήσεις για την αντιμετώπιση του προβλήματος.

Το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ: Η μόνη συνθήκη που έχει την υπογραφή κάθε κράτους στον κόσμο

Το 1987, υιοθετήθηκε το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ για την προστασία του στρώματος του όζοντος με τη σταδιακή κατάργηση των χημικών ουσιών που το καταστρέφουν. Για να υποστηριχθεί η συμμόρφωση, η συνθήκη αναγνώρισε «κοινές αλλά διαφοροποιημένες ευθύνες», κλιμακώνοντας τα χρονοδιαγράμματα σταδιακής κατάργησης για τις αναπτυγμένες και τις αναπτυσσόμενες χώρες και δημιουργώντας ένα πολυμερές ταμείο για την παροχή οικονομικής και τεχνικής βοήθειας ώστε να βοηθηθούν οι αναπτυσσόμενες χώρες να εκπληρώσουν τις υποχρεώσεις τους.

Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1990 και στις αρχές της δεκαετίας του 2000, η παραγωγή και η κατανάλωση CFCs σταμάτησε. Μέχρι το 2009, το 98% των χημικών ουσιών που συμφωνήθηκαν στη συνθήκη είχαν καταργηθεί σταδιακά.

Έξι τροποποιήσεις – τις οποίες η συνθήκη επιτρέπει όταν τα επιστημονικά στοιχεία δείχνουν ότι απαιτείται περαιτέρω δράση – οδήγησαν σε ολοένα και αυστηρότερους περιορισμούς για τις ουσίες που εισήχθησαν για να αντικαταστήσουν τους CFC, όπως οι υδροχλωροφθοράνθρακες (HCFC) και οι υδροφθοράνθρακες (HFC).

Αν και ήταν καλές για το στρώμα του όζοντος, αυτές οι αντικαταστάσεις αποδείχθηκαν κακές για το κλίμα. Το δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη του πιο συχνά χρησιμοποιούμενου HCFC, για παράδειγμα, είναι σχεδόν 2.000 φορές ισχυρότερο από το διοξείδιο του άνθρακα.

Τα οφέλη της συνθήκης για το κλίμα ήταν μια θετική παρενέργεια. Το 2010, οι μειώσεις των εκπομπών λόγω του Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ ήταν μεταξύ 9,7 και 12,5 γιγατόνων ισοδύναμου CO2, περίπου πέντε έως έξι φορές περισσότερες από τον στόχο του Πρωτοκόλλου του Κιότο, μιας διεθνούς συνθήκης που εγκρίθηκε το 1997 και είχε ως στόχο τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.

Η υιοθέτηση το 2016 της τροποποίησης του Κιγκάλι, η οποία θα περιορίσει τη χρήση των HFC, θα συμβάλει στην αποφυγή της αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη έως και 0,5 C μέχρι το 2100.

«Θα μπορούσαμε να ισχυριστούμε ότι [το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ] είναι ένα πολύ πιο επιτυχημένο κομμάτι της νομοθεσίας για την προστασία του κλίματος από οποιαδήποτε άλλη [κλιματική] συμφωνία είχαμε μέχρι σήμερα», λέει ο Ρεβέλ.

Από την υιοθέτησή του, το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ έχει υπογραφεί από κάθε χώρα της Γης – μέχρι σήμερα είναι η μόνη συνθήκη που έχει επικυρωθεί παγκοσμίως. Θεωρείται ευρέως θρίαμβος της διεθνούς περιβαλλοντικής συνεργασίας.

Σύμφωνα με ορισμένα μοντέλα, το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ και οι τροποποιήσεις του έχουν συμβάλει στην πρόληψη έως και δύο εκατομμυρίων περιπτώσεων καρκίνου του δέρματος ετησίως και στην αποφυγή εκατομμυρίων περιπτώσεων καταρράκτη παγκοσμίως.

Αν ο κόσμος δεν είχε απαγορεύσει τους CFC, θα βρισκόμασταν τώρα κοντά σε μαζική εξάντληση του όζοντος. «Μέχρι το 2050, είναι αρκετά καλά τεκμηριωμένο ότι θα είχαμε συνθήκες που θα έμοιαζαν με τρύπα του όζοντος σε ολόκληρο τον πλανήτη και ο πλανήτης θα είχε γίνει ακατοίκητος», λέει ο Σόλομον.

Μια μακρά ανάκαμψη

Σήμερα, η τρύπα του όζοντος εξακολουθεί να υφίσταται και σχηματίζεται κάθε χρόνο την άνοιξη πάνω από την Ανταρκτική. Κλείνει και πάλι κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, καθώς αναμιγνύεται στρατοσφαιρικός αέρας από χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη, με αποτέλεσμα να μπαλώνει μέχρι την επόμενη άνοιξη, όταν ο κύκλος αρχίζει και πάλι.

Αλλά υπάρχουν ενδείξεις ότι αρχίζει να εξαφανίζεται – και να ανακάμπτει λίγο πολύ όπως αναμενόταν, λέει ο Σόλομον. Με βάση τις επιστημονικές εκτιμήσεις, το στρώμα του όζοντος αναμένεται να επιστρέψει στα προ του 1980 επίπεδα περίπου στα μέσα του αιώνα.

Η επούλωση είναι αργή λόγω της μεγάλης διάρκειας ζωής των μορίων που καταστρέφουν το όζον. Ορισμένα παραμένουν στην ατμόσφαιρα για 50 έως 150 χρόνια πριν διασπαστούν.

Και το μέλλον δεν έχει ξεμπερδέψει από κινδύνους που παραμονεύουν. Οι μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις συνήθως οδηγούν σε βραχυπρόθεσμες απώλειες όζοντος, ενώ το οξείδιο του αζώτου, ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου που εκπέμπεται από τις εφαρμογές λιπασμάτων στη γεωργία, είναι επίσης μια ισχυρή ουσία που καταστρέφει το όζον.

Ωστόσο, δεν ελέγχεται από το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ, εξηγεί ο Ρέβελ – και οι εκπομπές αυξάνονται.

Υπάρχουν επίσης δραστηριότητες των οποίων τις επιπτώσεις δεν κατανοούμε ακόμη πλήρως, αλλά ενδέχεται να εγκυμονούν κινδύνους, όπως οι εκτοξεύσεις πυραύλων και η θειική γεωμηχανική – η ιδέα ότι μπορούμε να αποτρέψουμε τις χειρότερες επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη με την άντληση αερολύματος στη στρατόσφαιρα για να ψύξουμε το κλίμα, προκαλώντας την ανάκλαση του ηλιακού φωτός από αυτά τα σωματίδια αερολύματος.

Υπάρχει η τάση να συγκρίνουμε την τρύπα του όζοντος με την κλιματική αλλαγή, αλλά ενώ το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ αποδεικνύει ότι μπορούμε να αντιμετωπίσουμε μεγάλα περιβαλλοντικά προβλήματα, η σύγκριση φτάνει μέχρις ενός σημείου.

Οι CFC ήταν ένα αντικαταστάσιμο συστατικό λίγων προϊόντων. Το εύρος της κλιματικής κρίσης καθιστά την αντιμετώπισή της σημαντικά πιο δύσκολη- τα ορυκτά καύσιμα είναι διάχυτα σε όλο τον τρόπο ζωής μας, δεν μπορούν να αντικατασταθούν σχεδόν το ίδιο εύκολα και οι περισσότερες κυβερνήσεις και η βιομηχανία έχουν, μέχρι στιγμής, αντισταθεί στη μείωση των εκπομπών ορυκτών καυσίμων.

«Η δημιουργία της τρύπας του όζοντος έδειξε πόσο γρήγορα μπορούμε να αλλάξουμε το πλανητικό μας περιβάλλον προς το χειρότερο και αυτό το μάθημα δεν λαμβάνεται πραγματικά αρκετά σοβαρά υπόψη από τους πολιτικούς», λέει ο Σάνκλιν.

«Η κλιματική αλλαγή είναι μεγαλύτερο πρόβλημα, για να είμαστε δίκαιοι. Αλλά αυτό δεν απαλλάσσει τους πολιτικούς από την ευθύνη για τη λήψη των απαραίτητων αποφάσεων».