Η τρύπα του όζοντος: Η οροφή του ουρανού από κάπου μπάζει http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/multimedia/index.html

Εξασθένηση της στοιβάδας του όζοντος

Η τρύπα του όζοντος Μια εικόνα, από υπολογιστή, του νοτίου ημισφαιρίου που αποκαλύπτει την τρύπα του όζοντος πάνω από την Ανταρκτική. Οι περιοχές που καλύπτονται από το βυσσινί καθώς και το σκούρο μοβ στο κέντρο της τρύπας απεικονίζουν το χαμηλότερο ποσό του όζοντος που μετρήθηκε.

Τμήματα της ατμόσφαιρας Στρατόσφαιρα Τροπόσφαιρα

Σχηματισμός όζοντος στη στρατόσφαιρα

Ηλιακή Ακτινοβολία Η περισσότερη από την ηλιακή ενέργεια ποτέ δε φτάνει στη Γη. Η ηλιακή ενέργεια που φτάνει στη γη τροφοδοτεί τον κύκλο του νερού και άλλους βιοχημικούς κύκλους, δημιουργεί το κλίμα της γης, και σχεδόν ευθύνεται για κάθε είδος ζωής στον πλανήτη μας μέσω της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης, η οποία μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε χημική ενέργεια των οργανικών μορίων.

Το όζον Στα ανώτερα (15-30 Km), σχηματίζει μια στοιβάδα που απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία Στρατόσφαιρα

Το στρώμα και η τρύπα του όζοντος. 1. Σε ύψος 12.000 ως 25.000 μέτρων πάνω από την επιφάνεια της Γης (δηλαδή στη στρατόσφαιρα), ένα σχετικά σημαντικό ποσοστό από το οξυγόνο του ατμοσφαιρικού αέρα βρίσκεται ως όζον, δηλαδή αέριο, που τα μόριά του αποτελούνται από τρία άτομα οξυγόνου (Το μόριο του φυσικού αερίου οξυγόνου αποτελείται από δυο άτομα οξυγόνου).

Το στρώμα και η τρύπα του όζοντος 2. Αυτό το όζον, κατά το μεγαλύτερο ποσό του , σχηματίζεται σ’ αυτή την περιοχή από οξυγόνο της ατμόσφαιρας, με την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας που φτάνει στη Γη από τον ήλιο. Ένα μικρότερο ποσό παράγεται σε χαμηλότερα στρώματα, με την επίδραση ηλεκτρικών εκκενώσεων (αστραπές και κεραυνοί), πάνω στο οξυγόνο της ατμόσφαιρας και, τελικά, ανεβαίνει και προστίθεται σ’ αυτό το στρώμα του όζοντος. Το ποσό του όζοντος που αποτελεί αυτό το στρώμα διατηρείται μέσα σε ορισμένα, μάλλον σταθερά, επίπεδα γιατί εκείνο που συνεχώς καταστρέφεται από διάφορα αίτια, αντικαθίσταται συνεχώς με την παραγωγή νέου όζοντος , με την επίδραση των υπεριωδών αχτίνων του ηλίου πάνω στο οξυγόνο του ατμοσφαιρικού αέρα

3 το όζον απορροφά, σε πολύ μεγάλο βαθμό, αυτή την ακτινοβολία και τη μετατρέπει σε θερμότητα. Με αυτό τον τρόπο, το ποσό της υπεριώδους ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της Γης περιορίζεται σε ένα μικρό μόνο ποσοστό της ακτινοβολίας που φτάνει στα ανώτερα στρώματα της στρατόσφαιρας 4. Χωρίς αυτή την προστασία, η ζωή, δηλαδή ολόκληρο το φυτικό και το ζωικό βασίλειο, συμπεριλαμβανομένων και των μικροβίων και των ιών, θα έπαυε να υφίσταται πάνω στη Γη

Η υπεριώδης ακτινοβολία Έχει θανατηφόρο δράση στους μονοκύτταρους οργανισμούς Προκαλεί Μεταλλάξεις στο DNA Καταρράκτη Καρκίνο του δέρματος

1970

Ανακάλυψη της τρύπας του όζοντος Το 1985, ο Βρετανός επιστήμονας Joe Farman ανακάλυψε μια σημαντική μείωση του στρώματος του όζοντος πάνω από την περιοχή της Ανταρκτικής (στην περιοχή πάνω από τον Νότιο Πόλο), φαινόμενο που χαρακτηρίστηκε ως «τρύπα του όζοντος,»

Τη δεκαετία του 1970 παρατηρήθηκε μια βαθμιαία εξασθένηση της στοιβάδας που στα μέσα της δεκαετίας του 1980 οδήγησε στη δημιουργία μιας τρύπας πάνω από την Ανταρκτική

Νότιο ημισφαίριο

16/11/2004

25/9/2006

17/9/2009

Έκταση και ποσότητα το 2009

Έκταση τρύπας όζοντος και μείωση της περιεκτικότητας

Υπεύθυνος είναι οι χλωροφθοράνθρακες (freon) Εξ αιτίας της ελάττωσης του όζοντος στη στρατόσφαιρα ή ποσότητα της υπεριώδους ακτινοβολίας που φτάνει στη Γη γίνεται όλο και μεγαλύτερη

Μείωση στοιβάδας του όζοντος 1978 -1999

Η τρύπα του όζοντος με τις εποχές Η τρύπα του όζοντος στο Νότιο Ημισφαίριο αυξάνεται σε μέγεθος και ελαττώνεται ανάλογα με τις εποχές, κάθε χρόνο. Συγκεκριμένα φτάνει στο μέγιστο της γύρω στα μέσα Σεπτεμβρίου και μετά εξαφανίζεται αργά-αργά συνήθως στα μέσα του Δεκεμβρίου

μείωση του στρώματος του όζοντος είναι φανερό ότι προκαλείται εφόσον η καταστροφή του υπερβαίνει την αναπαραγωγή του, και το ερώτημα, βέβαια, είναι τι είναι εκείνο που προκαλεί αυτή την αυξημένη καταστροφή του

Τα αίτια Τα αίτια μπορεί να είναι πολλαπλά. Ορισμένα είναι απόλυτα φυσικά αίτια (τα αέρια που εκτοξεύονται από μια έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα καταστρέφουν ένα μεγάλο ποσοστό από το όζον της στρατόσφαιρας) Πρόκειται για την απελευθέρωση προς την ατμόσφαιρα ορισμένων συνθετικών ουσιών, που έχουν την ιδιότητα να καταστρέφουν το όζον σε πολύ μεγάλη έκταση. H ατμοσφαιρική θερμοκρασία είναι επίσης ένας παράγοντας που επηρεάζει το βαθμό μείωσης του στρατοσφαιρικού όζοντος

Συνέπειες δυσμενών επιδράσεων Υπολογίζεται ότι η εξάντληση του στρώματος του όζοντος , όπως έχουν σήμερα τα πράγματα, μπορεί σύντομα να φτάσει στα 20%. Με βάση αυτή την τιμή, υπολογίζεται ότι, σε παγκόσμια κλίμακα, θα προκαλούνται από αυτή μόνο την αιτία κάπου 600.000 επιπρόσθετες περιπτώσεις καρκίνου του δέρματος και κάπου 3.000.000 επιπρόσθετες περιπτώσεις καταρράκτη στα μάτια. Η αυξημένη ένταση των υπεριωδών αχτίνων επιδρά δυσμενώς και στο ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπου και των ζώων, με αποτέλεσμα την ανεξέλεγκτη αύξηση των λοιμώξεων γενικά, αλλά και των διαφόρων νεοπλασματικών νόσων, που δεν έχουν άμεση εξάρτηση από την έκθεση του ατόμου στον ήλιο

Συνέπειες δυσμενών επιδράσεων Με την αύξηση της υπεριώδους ακτινοβολίας επηρεάζεται δυσμενέστατα το πλαγκτόν όλων των θαλασσών και των ωκεανών της Γης, με συνέπεια τη μείωση του αρχικού, και πρωταρχικής σημασίας, κρίκου της αλυσίδας της διατροφής, με απροσδιόριστες, αλλά πάντως τρομακτικές επιπτώσεις στο ζωικό θαλάσσιο πλούτο η αγροτική παραγωγή είναι δυνατό, στο άμεσο μέλλον, δηλαδή από φέτος (1992) να περιοριστεί κατά 10%.

Φυσική παρασκευή και διάσπαση όζοντος στην ατμόσφαιρα Οι χημικές αντιδράσεις μέσω των οποίων περιγράφεται η παραγωγή του όζοντος είναι οι εξείς: Ο2 + UVακτινοβολία  2Ο. Έτσι το οξυγόνο διασπάται από την  UVC ακτινοβολία η οποία είναι και η πιο επικίνδυνη για τη ζωή σε ατομικό οξυγόνο. Ακολουθεί η παρακάτω αντίδραση: Ο + Ο2 --> Ο3 , και έτσι έχουμε την παραγωγή όζοντος.

Διάσπαση Ο3 από CF-Cs Οι χλωροφθοράνθρακες είναι χημικές ενώσεις εξαιρετικά σταθερές και ως εκ τούτου αδρανείς. Εθεωρούντο από τα πλέον αβλαβή χημικά προϊόντα εξαιτίας της χημικής τους αδράνειας. Αλλά αυτή η αδράνεια τις κάνει και εξαιρετικά μακρόβιες.

Μείωση του όζοντος η μείωση αυτή δεν είναι συμμετρική στα δύο ημισφαίρια. Για παράδειγμα, στην Ανταρκτική η μείωση του όζοντος μετρήθηκε στο 50%, ενώ στην Αρκτική 15%.

Διάσπαση όζοντος από CFCs

Διάσπαση όζοντος από CFCs

Διάσπαση όζοντος από CFCs

Διάσπαση όζοντος από CFCs

Διάσπαση όζοντος από CFCs

Διάσπαση όζοντος από CFCs

Συνοπτικά η διάσπαση του Ο3

Χημικές εξισώσεις διάσπασης όζοντος CFCl3 + UV Light  CFCl2 + Cl Cl + O3  ClO + O2 ClO + O  Cl + O2 Και μετά Cl + O3  ClO + O2 ClO + O  Cl + O2 Και μετά ...

CCFc Χλωροφθοράνθρακες Οι χλωροφθοράνθρακες είναι χημικές ενώσεις που διασπούν το όζον -το οποίο αποτελείται από τρία άτομα οξυγόνου- και χρησιμοποιούνταν κατά κόρον στη βιομηχανία, ως ψυκτικά αέρια και ως προωθητικά μέσα σε σπρέι. Το 1987, οι περισσότερες βιομηχανοποιημένες χώρες υιοθέτησαν το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ και απαγόρευσαν τη χρήση τους. Παρ' όλο που οι χλωροφθοράνθρακες παραμένουν στην ατμόσφαιρα επί δεκαετίες, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι θα απαιτηθούν περίπου 50 χρόνια πριν τα επίπεδα του όζοντος επανέλθουν στις φυσιολογικές τιμές. Παραμένουν στο περιβάλλον αναλλοίωτες για πάρα πολλά χρόνια και έτσι σιγά-σιγά μπορούν και επιζούν μέχρι να φτάσουν στην στρατόσφαιρα. Εκεί όμως παύουν να είναι σταθερές και παίρνουν μέρος ως καταλύτες στην καταστροφή του όζοντος.

Για πολλά χρόνια στη βιομηχανία πλαστικών και ψυκτικών χρησιμοποιούνταν μεγάλες ποσότητες ενώσεων χλωρίου οι λεγόμενοι χλωροφθοράνθρακες -η χρήση τους απαγορεύτηκε με το πρωτόκολλο του Mόντρεαλ το 1987- οι οποίες έχουν εκλυθεί στην ατμόσφαιρα και χρειάζονται δεκαετίες για αποσυντεθούν. «μέσα σε 25 χρόνια καταστρέψαμε το όζον που η φύση έφτιαξε μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια». Θα χρειαστεί προσαρμογή των μέτρων που λαμβάνονται στα νέα επιστημονικά δεδομένα για να υπάρχουν πιθανότητες, μετά το 2050, το στρώμα του όζοντος να επιστρέψει στην κατάσταση που ήταν πριν το 1980.

ΡΥΠΟΙ ΥΠΕΥΘΥΝΟΙ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΣΤΡΑΤΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ Χημικά όπως οι χλωροφθοριομένοι υδρογονάνθρακες (CFCs), halons, τετραχλωριούχος άνθρακας, μεθυλικό χλωροφόρμιο που χρησιμοποιούνται ως ψυκτικές ουσίες και σε διάφορες βιομηχανικές δραστηριότητες. Αυτές οι ενώσεις αιωρούνται στον αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα και σιγά σιγά συγκεντρώνονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα όπου και καταστρέφουν το προστατευτικό μανδύα του όζοντος που αποτρέπει τη βλαβερή υπεριώδη (UV) ακτινοβολία να φθάσει στην επιφάνεια της Γης. ΠΗΓΕΣ : Βιομηχανική και οικιακή ψύξη, καθαριστήρια, συσκευές κλιματισμού στο σπίτι και το αυτοκίνητο, μερικά υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατάσβεση πυρκαγιών, και προϊόντα από αφρώδες πλαστικό. ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ : Αυξημένη έκθεση στην UV ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει καρκίνο του δέρματος, καταρράκτη στους οφθαλμούς, εξασθένιση του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος, και άλλες δυσμενείς περιβαλλοντικές επιδράσεις.

Συγκεντρώσεις CF-Cs

Μέτρηση του όζοντος Πειραματικό μπαλόνι το οποίο μεταφέρει τα κατάλληλα όργανα για μετηση του όζοντος. Το στρατοσφαιρικό όζον μπορεί να μετρηθεί είτε με πειραματικά μπαλόνια (μικρά αερόστατα) τα οποία μεταφέρουν όργανα για επιτόπιες μετρήσεις στη στρατόσφαιρα είτε από το έδαφος με ειδικά όργανα. Έχουμε πει ότι το όζον απορροφά την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία. Έτσι μετρώντας την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στο έδαφος μπορούμε να υπολογίσουμε τη συγκέντρωση του όζοντος. Γι' αυτό το σκοπό χρησιμοποιούνται ειδικά όργανα που ονομάζονται φασματόμετρα.

Μείωση της συγκέντρωσης του Ο3 στην Ανταρκτική από το 1960 μέχρι το 1990

Μέσος όρος συγκέντρωσης Ο3 το 1970-79 και 1992-1995

Συγκέντρωση CFCs στην ατμόσφαιρα

Ο ρόλος του Br Hδη από την 1η Iανουαρίου 2005 θα απαγορευτεί η χρήση του βρωμιούχου μεθύλιου, ενός εξαιρετικά δραστικού ζιζανιοκτόνου, προκειμένου να προφυλαχθεί το όζον. «Tο Bρώμιο “σκοτώνει” το όζον πολύ περισσότερο από το χλώριο. Eυτυχώς χρησιμοποιείται σε πολύ μικρότερες ποσότητες, διαφορετικά θα είχαμε κυριολεκτικά καταστρέψει όλο το όζον της ατμόσφαιρας»

Ozone and Chlorine Monoxide over Antarctica from MLS (1/12/93 - 9/17/93)

Chlorine Nitrate from CLAES and Chlorine Monoxide from MLS over the Arctic (2/12/93 - 3/10/93)

Αντιμετώπιση του προβλήματος. 3.1 Το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ. Το πρωτόκολλο σχεδιάστηκε με τέτοιο τρόπο ώστε το χρονοδιάγραμμα εξάλειψης να μπορεί να αναθεωρείται επί τη βάσει περιοδικών επιστημονικών και τεχνολογικών εξελίξεων. Σαν συνέπεια αυτού, το Πρωτόκολλο τροποποιήθηκε με σκοπό να επιταχυνθούν τα προγράμματα εξάλειψης στο Λονδίνο το 1990, στην Κοπεγχάγη το 1992, στη Βιέννη το 1995 και στο Μόντρεαλ το 1997. Συμπληρώθηκε επίσης με σκοπό να εισάγει πρόσθετα μέτρα ελέγχου και προσθήκη νέων ελεγχόμενων ουσιών. Η τροποποίηση του Λονδίνου του 1990 συμπεριέλαβε πρόσθετα CFCs και δύο διαλύτες ενώ η τροποποίηση της Κοπεγχάγης του 1992 προσέθεσε ανάμεσα στα άλλα και το Βρωμιούχο Μεθύλιο. Η Τροποποίηση του 1997 στο Μόντρεαλ οριστικοποίησε το πρόγραμμα εξάλειψης του Βρωμιούχου Μεθυλίου. Οι περισσότερες κυβερνήσεις έχουν ήδη επικυρώσει το Πρωτόκολλο. Μέχρι το Μάιο του 1999, το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ είχε επικυρωθεί από 168 χώρες.

Μέτρα προστασίας και προφύλαξης. 1. Όσο λιγότερη έκθεση στον ήλιο, τόσο το καλύτερο. Το δέρμα μας κάνει ό,τι μπορεί για να προφυλαχθεί από την καταστροφική ενέργεια των υπεριωδών αχτίνων με την παραγωγή της μελανίνης (δηλαδή το μαύρισμα ,.κατ’ ευφημισμό, το «χρώμα της υγείας!»). Το ίδιο κάνει και ολόκληρος ο πλανήτης με το στρώμα του όζοντος! Αλλά, βέβαια, η προστασία που παρέχει η μελανίνη στο δέρμα, όσο και το στρώμα του όζοντος στη στρατόσφαιρα, έχει τα όριά της. 2. Εάν είναι απόλυτη ανάγκη να εκτεθούμε στον ήλιο, έστω και για λίγο, προτιμότερο είναι αυτό να γίνεται με αντηλιακή προστασία.

3. Καλή είναι η συνήθεια να φοράμε γυαλιά ηλίου, από γυαλί και όχι πλαστικό, για την προστασία των ματιών, και, κατά κύριο λόγο, του κρυσταλλοειδούς φακού μέσα στο μάτι από τον κίνδυνο ανάπτυξης καταρράκτη. 4. Αυτό το μπρούντζινο, ηλιοκαμένο δέρμα πρέπει να πάψει να θεωρείται, εσφαλμένα βέβαια, ως το χρώμα της υγείας, της μόδας και του «σεξ απιλ». 5. Η ενσυνείδητη συμμετοχή στην κινητοποίηση ή τον αγώνα για την κατάργηση της χρησιμοποίησης των ολέθριων CFC, τόσο από εμάς τους ίδιους, όσο και από τις μεγάλες βιομηχανίες, σε όσο το δυνατό συντομότερο χρονικό διάστημα.

Από το 1994 το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο απαγόρευσε την παραγωγή χλωροφθορανθράκων και την αντικατάστασή τους από υδροφθοράνθρακες