Το όζον είναι μια αλλοτροπική μορφή του οξυγόνου και το μόριό του αποτελείται από τρία άτομα οξυγόνου (Ο3).
Το ατμοσφαιρικό όζον δημιουργείται από την επίδραση της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας, πάνω στο οξυγόνο της ατμόσφαιρας.
Το 90% του στρώματος του ατμοσφαιρικού όζοντος βρίσκεται σε ύψος μεταξύ 19 και 23 χιλιόμετρα και περιβάλλει τη Γη εδώ και τρία δισεκατομμύρια χρόνια.
Όμως τα επίπεδα του ατμοσφαιρικού όζοντος μπορούν να διαταραχθούν και να αραιώσουν τόσο από φυσικούς παράγοντες, όσο και από ανθρωπογενεί αίτια.
Η διατήρησή του οφείλεται στην εξισορρόπιση των μηχανισμών παραγωγής, με τους μηχανισμούς καταστροφής του.
Παραδείγματα φυσικών παραγόντων που επηρεάζουν τα επίπεδα του ατμοσφαιρικού όζοντος είναι:
- ο ενδεκαετής κύκλος των ηλιακών κηλίδων
- οι ηφαιστιακές εκρήξεις και
- οι περιοδικές αλλαγές της διεύθυνσης του ανέμου στην περιοχή του ισημερινού.
Σχετικά με τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες, ήδη από το 1970 ορισμένοι επιστήμονες έδειξαν ότι μπορεί να είναι:
- οι πτήσεις των υπερηχητικών αεροπλάνων στη στρατόσφαιρα. Οι εκπομπές οξειδίων αζώτου από αυτές τις πτήσεις, μπορούν να ενισχύσουν την καταστροφή του όζοντος.
- Βασικότερη αιτία του φαινομένου όμως είναι αποδεδειγμένα η εκπομπή χλωροφθορανθράκων (CFC) στην ατμόσφαιρα. Οι ενώσεις αυτές περιέχουν χλώριο το οποίο είναι ιδιαίτερα καταστροφικό για το όζον. Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι ένα μόριο χλωρίου καταστρέφει μέχρι και 10000 μόρια όζοντος, πριν την αδρανοποιησή του.
Οι χλωροφθοράνθρακες έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, έτσι μεταφέρονται αυτούσιοι από την τροπόσφαιρα στην στρατόσφαιρα.
- εκεί με την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία διασπώνται ελευθερώνοντας άτομα χλωρίου.
- τα άτομα χλωρίου λειτουργούν ως καταλύτες επιταχύνοντας την καταστροφή της στιβάδας του όζοντος.
Τρύπα του όζοντος ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο το στρώμα του όζοντος που βρίσκεται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας (στρατόσφαιρα) της Γης πάνω από την Ανταρκτική, μειώνεται σε πάχος.
Επειδή το λεπτότερο σημείο του είναι πάνω από το Νότιο Πόλο, η μείωση του πάχους του στρώματος έχει ως αποτέλεσμα την ονομαζόμενη « τρύπα» στο στρώμα του όζοντος. (Πολλές φορές ο όρος «τρύπα του όζοντος» χρησιμοποιείται λανθασμένα για να δηλώσει την αραίωση του στρώματος του όζοντος σε ολόκληρο τον πλανήτη).
Το ίδιο το αέριο απορροφά έντονα την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία και προστατεύει τους ζωντανούς οργανισμούς της Γης από την έκθεσή τους στην καταστρεπτική αυτή ακτινοβολία, η οποία εκτός των άλλων, μπορεί να δημιουργήσει σοβαρές διαταραχές στο γενετικό υπόβαθρο.
Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία αποτελεί το 10% της συνολικής ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στη Γη και χωρίζεται σε τρείς ζώνες:
- τη UV-A (315 - 400nm) η οποία είναι λιγότερο επικίνδυνη, είναι απαραίτητη στον άνθρωπο και φτάνει στο έδαφος κατά ένα μεγάλο μέρος της.
- τη UV-B (280 - 315nm), η οποία φτάνει στο έδαφος σε μικρότερο βαθμό από την UV-A. Αυξημένη έκθεση σ’ αυτήν μπορεί να δημιουργήσει καρκίνο του δέρματος, καταρράκτη στους οφθαλμούς και εξασθαίνηση του ανοσοποιητικού συστήματος.
- τη UV-C (100 - 280nm). Το σύνολο της ακτινοβολίας αυτής απορροφάται από το όζον της στρατόσφαιρας και είναι η πιο επικίνδυνη ζώνη της υπεριώδους ακτινοβολίας, καθώς:
* αποτελεί τη βασικότερη αιτία για το μελάνωμα, μια θανατηφόρα μορφή καρκίνου του δέρματος.
* αποτελεί και αυτή αιτία του καταρράκτη των οφθαλμών καθώς είναι αρκετά ισχυρή ώστε να περάσει μέσα από τον αμφιβληστροειδή χιτώνα του ματιού.
* τελευταία και ενδεχομένως η κυριότερη επιδρασή της στους ζωντανούς οργανισμούς, είναι η μετάλλαξη του DNA τους.
Τρύπα του όζοντος και κλιματική αλλαγή
Το φαινόμενο της αραίωσης του στρώματος του όζοντος, θεωρείται ότι δημιουργήθηκε από υπερβολική χρήση χλωροφθορανθράκων που χρησιμοποιούνται στα κλιματιστικά και γενικά σε ψυκτικές συσκευές, καθώς και ως προωθητικά στα σπρέϊ. Στην επέκταση του φαινομένου συμβάλλουν επίσης τόσο τα καυσαέρια όσο και τα αέρια απόβλητα των εργοστασίων.
Από το 1987, χρονιά που ανακηρύχθηκαν ως η βασικότερη αιτία της «τρύπας του όζοντος» οι χλωροφθοράνθρακες, γίνονται προσπάθειες για την αντικατάστασή τους από άλλες ουσίες. Πολλές όμως από της ουσίες αυτές, φαίνεται να επιδεινώνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Για παράδειγμα οι υδροφθοράνθρακες (HFC) διαθέτουν δυναμική πλανητικής υπερθέρμανσης, ως και 14800 φορές περισσότερο από το διοξείδιο του άνθρακα. Πολλοί επιστήμονες τώρα συνιστούν την εκ νέου αντικατάσταση και αυτών των ουσιών με άλλες, όπως οι υδροφθορολεφίνες, οι οποίες έχουν μικρότερες επιπτώσεις στην άνoδο της θερμοκρασίας του πλανήτη.
Σημαντική είναι επίσης η σύνδεση της αραίωσης του στρώματος του όζοντος με την κλιματική αλλαγή. Η απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας από το όζον, αποτελεί σημαντική πηγή θερμότητας για τη στρατόσφαιρα. Η μείωση όμως της συγκεντρωσης του όζοντος οδηγεί:
Ι) σε ψύξη τη στρατόσφαιρα, συνθήκες οι οποίες ευνοούν την περαιτέρω καταστροφή του όζοντος.
ΙΙ) σε είσοδο περισσότερης θερμότητας στη Γη, η οποία σε συνδιασμό με το φαινόμενο του θερμοκηπίου, συντελεί στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Σημειώνουμε ότι στις αρχές της προηγούμενης δεκαετίας ορισμένοι επιστήμονες διετύπωσαν την άποψη πως η τρύπα του όζοντος ψύχει αντί να θερμαίνει τη Γη.
Ερμηνεία του σχηματισμού της τρύπας του όζοντος στην Ανταρκτική
Το γεγονός ότι η τρύπα του όζοντος πρωτοεμφανίστηκε στην Ανταρκτική, όπου το πρόβλημα είναι εντονότερο μέχρι και σήμερα, προβλημάτιζε τους επιστήμονες για χρόνια. Σύντομα όμως διαπιστώθηκε ότι διάφοροι φυσικοί και χημικοί μηχανισμοί έχουν σαν αποτέλεσμα η αραίωση του στρώματος του όζοντος στην Ανταρκτική να είναι πολύ μεγαλύτερη.
Ο μηχανισμός που ακολουθείται είναι ο ακόλουθος:
- οι αέριες μάζες που μετακινούνται προς την Ανταρκτική μεταφέρουν μαζί τους χλωροφθοράνθρακες οι οποίοι δεν διασπώνται, αλλά μοιάζουν με αποθήκες χλωρίου στην ατμόσφαιρα.
- κατά τη διάρκεια της πολικής νύχτας, η οποία διαρκεί έξι μήνες το χρόνο, σωματίδια πάγου με προσμίξεις θειϊκού και νιτρικού οξέως, συγκεντρώνουν όλες τις ενώσεις χλωρίου που είναι αποθηκευμένες στην ατμόσφαιρα της Ανταρκτικής.
- μετά το πέρας της πολικής νύχτας, στην αρχή της 6μηνης ημέρας, το φως του ήλιου διασπάει τις ενώσεις αυτές και τα δραστικά άτομα του χλωρίου απελευθερώνονται στην στρατόσφαιρα, όπου καταστρέφουν το όζον.
Συνεπώς οι πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και άλλα γεωμορφολογικά στοιχεία, αποτελούν τα αίτια της όξινσης του φαινομένου στην Ανταρκτική.
Ήδη την άνοιξη του 1987 είχε μείνει το μισό όζον πάνω από την Ανταρκτική, ενώ η έκταση της «τρύπας του όζοντος της Ανταρκτικής» είχε καταλάβει εμβαδόν μεγαλύτερο από εκείνο της Ευρώπης.
Το 2013, σύμφωνα με τα δεδομένα των δορυφόρων της ΝΑSA, η τρύπα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική, ήταν λίγο μικρότερη από το μέσο όρο των τελευταίων δεκαετιών. Σήμερα εξακολουθεί να δείνει ενθαρρυντικά σημάδια ανάκαμψης και όχι μόνο έχει σταματήσει να μεγαλώνει, αλλά το στρώμα του όζοντος πυκνώνει πλέον και πάλι. Από διάφορες μετρήσεις καταγράφεται μια σαφής τάση αύξησης της ποσότητας του όζοντος στην ατμόσφαιρα, με ρυθμό πάνω από 3%.
Σύμφωνα με νέα επιστημονική έκθεση, αναμένεται να περάσουν δέκα ακόμα χρόνια, έως ότου αρχίσει να συρρικνώνεται πραγματικά η τρύπα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική.
Η πρόοδος αυτή θα επιταχυνόταν έως και κατά έντεκα χρόνια, αν καταστρέφονταν άμεσα τα αποθέματα των χημικών ουσιών που καταστρέφουν το όζον και οι οποίες είναι αποθηκευμένες σε παλαιά ψυγεία και πυροσβεστήρες.
Τρύπα του όζοντος στην Αρκτική
Απώλεια όζοντος καταγράφεται και στην Αρκτική κάθε χειμώνα και άνοιξη, συνήθως όμως είναι ήπια λόγω των υψηλότερων θερμοκρασιών της, σε σχέση με την Ανταρκτική.
Η νέα τρύπα του όζοντος εμφανίστηκε εντός της λεγόμενης Αρκτικής πολικής δίνης, δηλαδή ενός μόνιμου κυκλώνα που πνέει γύρω από την Αρκτική.
Δείκτης υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας
Ο ηλιακός δείκτης υπεριώδους ακτινοβολίας (UV Index), καθιερώθηκε σε παγκόσμιο επίπεδο από τις αρχές της δεκαετίας του 1990 και εκφράζει μια εκτίμηση των επιπέδων της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας στην οποία εκτίθεται ο άνθρωπος.
Στόχος του δείκτη είναι η ασφαλής ενημέρωση των πολιτών σε θέματα σχετικά με την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία και τις επιδράσεις της στο οικοσύστημα.
Η χρησιμότητά του έγκειται στο γεγονός ότι αποτελεί μια προειδοποίηση για τον πληθυσμό, σχετικά με την υπάρχουσα ή αναμενόμενη επικινδυνότητα για την υγεία, εξαιτίας αυτής της συνιστώσας της ηλιακής ακτινοβολίας.
Στην Ελλάδα οι τιμές του δείκτη κυμαίνονται από 0 έως περίπου 10, ανάλογα με την εποχή και την ώρα της ημέρας. Οι μεγαλύτερες τιμές εμφανίζονται το καλοκαίρι και κατά το μεσημέρι, εφ’ όσον ο ηλιακός δίσκος δεν καλύπτεται από νέφη.
Ανάλογα με την τιμή του δείκτη αλλά και τον τύπο του δέρματος, καθορίζεται ο μέγιστος επιτρεπτός χρόνος έκθεσης στον ήλιο.
Τρόποι αντιμετώπισης του προβλήματος
Στις 16 Σεπτεμβρίου του 1987 υπεγράφει από 46 χώρες το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ, η σημαντικότερη και αποτελεσματικότερη πράξη αντιμετώπισης του φαινομένου της τρύπας του όζοντος.
Στόχος του Πρωτοκόλλου ήταν η σταδιακή εξάλειψη των χλωροφθορανθράκων και των άλλων ουσιών που φθείρουν το όζον, όπως οι υδροχλωροφθοράνθρακες ή το μεθυλοβρωμίδιο, για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα της καταστροφής του όζοντος.
Το καλοκαίρι του 2009 η εφαρμογή του Πρωτοκόλλου έγινε οικουμενική, καθώς υπέγραψε και η τελευταία από τις 196 χώρες-μέλη του ΟΗΕ.
Το 2010 ο ΟΗΕ παρουσίασε έκθεση , σύμφωνα με την οποία η τρύπα του όζοντος ναι μεν έχει σταματήσει να μεγαλώνει, αλλά όμως δεν έχει ξεκινήσει η αποκατάστασή της με ικανοποιητικούς ρυθμούς. Σύμφωμα με τους υπολογισμούς, τα επίπεδα του όζοντος θα έχουν φτάσει εκείνα του 1980 μεταξύ των ετών 2045-2060.
Ενδεικτική Βιβλιογραφία – Ιστοσελίδες
1) Μπουρούνης Α. (1983): Η ρύπανση του περιβάλλοντος. Λόγος και Πράξη 20,Δ σελ.75-99
2)www.env-edu.gr/Documents/Ατμοσφαιρική%20Ρύπανση%20-%20Οδηγός%20Εκ...
3) el.wikipedia.org/wiki/Τρύπα του όζοντος
4) www.skai.gr
5) physksgg.me/2013/10/25
-Ο κ. Αθανάσιος Μπουρούνης είναι Επίτιμος Δ/ντής Σχολικής Μονάδας Δ.Ε.