Modificarea compoziției stratului de OZON și efectele pe termen lung

Recent, cercetătorii au investigat evoluția concentrației de ozon la altitudini cuprinse între 10 și 25 de km – între anii 1960 – 2010, semnalând o scădere de până la 80% în anumite arii stratosferice din zona tropicelor.  Această scădere corespunde unei ”găuri” de șapte ori mai mare ca suprafață, comparativ cu cea identificată deasupra cercului polar antarctic, ceea ce înseamnă ecosisteme tot mai vulnerabile în zonele cu densitate demografică ridicată.

Stratul de ozon a devenit un subiect de maximă importanță în comunitățile științifice, odată cu descoperirile realizate în 1985 de către cercetătorii britanici ai agenției British Antarctic Survey.

Măsurătorile stației Halley Bay au evidențiat o scădere semnificativă a concentrației de ozon stratosferic de aproximativ 45% în zona Antarcticii în sezonul de primăvară (septembrie-noiembrie), așa cum au estimat cu un deceniu mai devreme M. J. Molina și F. S. Rowland în anul 1974.

Scăderea a constant în diminuarea concentrației medii a ozonului înregistrată pentru perioada 1957-1973 de la aproximativ 340 unități Dobson (~ 1 ppb, o parte la un miliard) la 200 unități Dobson în luna octombrie a anului 1984, adică o scădere de aproximativ 40%.

Substanțele responsabile de degradarea stratului de ozon din stratosferă

Ozonul din stratosferă poate fi comprimat în condiții normale de temperatură și presiune (1 bar presiune și temperatura de 0 ൦C) într-o fâșie de doar 3 mm înălțime. Zonele stratosferice care înregistrează scăderi semnificative ale acestui gaz prezintă o înălțime a stratului de ozon pur comprimat de 1-1,5 mm.

Substanțele responsabile de degradarea stratului de ozon din stratosferă erau clorofluorocarbonii (CFC-urile), compuși organici gazoși cu timp de viață ridicat la nivelul troposferei. CFC-urile erau fabricați încă din anii 1930 și utilizați ca freoni pentru sistemele de răcire și ca agenți de dispersie a aerosolilor (în spray-uri). Curenții atmosferici transportau aceste substanțe la altitudini ridicate (10-40 km), acolo unde, prin interacțiunea cu radiația solară, eliberau atomi extrem de reactivi față de moleculele de ozon.

Stratul de ozon din stratosferă protejează organismelor vii de radiațiile ultraviolete

Stratul de ozon din stratosferă protejează organismelor vii de radiațiile ultraviolete. Astfel, subțierea acestui strat absorbant conduce la o creștere a cantității de radiație electromagnetică care pătrunde în toposferă și interacționează într-un mod dăunător cu substanțele și organismele vii existente la nivelul Pământului, notează Claudiu Roman pentru Infoclima.

Graficul de mai jos evidențiază zona în care ozonul absoarbe radiația electromagnetică emisă de Soare din domeniul spectral Ultraviolet și vizibil. Comparativ, este reprezentat și spectrul radiației care reușește să ajungă la nivelul terestru. În spectrul vizibil, adică acele radiații electromagnetice pe care ochiul uman le poate percepe, fiecărei culori îi corespunde o anumită energie caracterizată de o lungime de undă. Intensitatea sau puterea unei anumite radiații poate fi exprimată prin mărimea de flux actinic.

Cercetătorii au monitorizat evoluția stratului de ozon la altitudini cuprinse între 10 și 25 de km, între 1960-2010 și au observat o scădere de până la 80% în anumite secțiuni stratosferice din zona tropicelor (30 oN – 30 oS) care corespund unei ”găuri” de șapte ori mai mare ca suprafață comparativ cu cea identificată deasupra cercului polar antarctic.

Unde stă, de fapt, stratul de ozon?

Atmosfera Pământului reprezintă învelișul gazos care protejează viața acestei planetei. Atmosfera este dispusă în patru straturi care se disting în funcție de altitudine, de presiune și de temperatură. Cele patru straturi, în ordinea creșterii altitudinii, sunt Troposfera, Stratosfera, Mezosfera și Ionosfera.

Ozonul sau O3 este un compus gazos prezent atât în stratosferă cât și în troposferă. Ozonul din stratosferă este format la altitudini cuprinse între 10 și 50 km, acolo unde moleculele de oxigen sunt disociate la interacțiunea cu radiația ultravioletă. Atomii de oxigen se recombină cu moleculele de oxigen și conduc la formarea ozonului, aceste procese chimice fiind cunoscute sub denumirea de Ciclul Chapman.

În troposferă, ozonul este format în urma proceselor de fotoliză a dioxidului de azot (NO2). La nivelul Troposferei, ozonul este considerat un oxidant și este responsabil de degradarea compușilor nesaturați de natură biogenă și de creșterea stresului oxidativ a organismelor vii.

Între 5 și 10% din cantitatea de ozon din stratosferă este direcționat prin mecanismele de transport atmosferic în zona troposferei. Ozonul troposferic joacă un rol important asupra capacității de oxidare a atmosferei și ajută la eliminarea unor serii de compuși organici volatili.