Η τρύπα του όζοντος.

Κλεονίκη Κανέλλου, Α1 τάξη

Η Γη στο συνεχές και ατελείωτο ταξίδι της προστατεύεται από μία αέρια ασπίδα που λέγεται ατμόσφαιρα. Η ατμόσφαιρα περιέχει πολλά αέρια και αποτελείται από στρώματα. Στην ατμόσφαιρα της Γης οφείλεται η ύπαρξη ζωής, εφόσον σε αυτήν οφείλονται η απορρόφηση μεγάλου τμήματος της υπεριώδους ακτινοβολίας και η μείωση της διαφοράς των ακραίων θερμοκρασιών μεταξύ ημέρας και νύχτας οι οποίες θα υπήρχαν χωρίς αυτήν.

Αποτελείται κατά 78,08 % από άζωτο, 20,95% από οξυγόνο, 0,93% από αργό, 0,04% από διοξείδιο του άνθρακα και από ίχνη άλλων αερίων.

Το πυκνότερο σε αέρια στρώμα και πλησιέστερο προς τη Γη είναι η τροπόσφαιρα  πάχους έως και 20 χιλιομέτρων στον Ισημερινό και 7-8 χλμ. στους Πόλους. Είναι το σπουδαιότερο τμήμα της ατμόσφαιρας, επειδή σε αυτό αναπτύσσεται όλη η ζωή του πλανήτη μας. Στην τροπόσφαιρα δημιουργούνται και όλα τα μετεωρολογικά φαινόμενα, δηλαδή η βροχή, η ομίχλη, το χιόνι, το χαλάζι, οι άνεμοι κ.ά.

Πάνω από την τροπόσφαιρα και σε ύψος 10 χλμ. περίπου αρχίζει η Στρατόσφαιρα στα μέσα γεωγραφικά πλάτη, ενώ στους πόλους εμφανίζεται από τα 8 χλμ. και φτάνει ως τα 50 χλμ. ύψος. Το ενδιαφέρον που παρουσιάζει αυτό το στρώμα το οφείλει  κυρίως στην ύπαρξη του Όζοντος. Το Όζον είναι κατά κάποιο τρόπο ένα είδος Οξυγόνου, αφού το μόριό του απoτελείται από τρία άτομα Οξυγόνου και έχει χημικό τύπο O3, αντί δύο πού αποτελούν το μόριο του Οξυγόνου (Ο2).

Το καθαρό όζον, στις «συνηθισμένες συνθήκες», δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και πίεση 1 atm, είναι ένα ανοικτογάλανο αέριο με ευδιάκριτη οσμή. Δεν είναι τόσο σταθερό αέριο και γι’ αυτό διασπάται στην κατώτερη ατμόσφαιρα σε κανονικό οξυγόνο (Ο2). Το όζον σχηματίζεται από το οξυγόνο (Ο2) με την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας, καθώς επίσης και με την επίδραση των ατμοσφαιρικών ηλεκτρικών εκκενώσεων και βρίσκεται σε χαμηλές συγκεντρώσεις σε όλη την ατμόσφαιρα της Γης.

Στην τροπόσφαιρα, το όζον θεωρείται ατμοσφαιρικός ρύπος και ο στόχος είναι η μείωση της συγκέντρωσής του. Εδώ το όζον είναι επιβλαβές, είναι το λεγόμενο “κακό” όζον, αφού συμβάλει στη ρύπανση του αέρα, πρωταγωνιστώντας στη δημιουργία του περίφημου φωτοχημικού ή αστικού νέφους, ιδιαίτερα επιβαρυντικό για την αναπνοή των ζωντανών οργανισμών, ενώ παράλληλα ζημιώνει τις καλλιέργειες, τα δέντρα και άλλη βλάστηση. Επίσης σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να προκαλέσει τις αρμόδιες αρχές να εκδώσουν “σήμα όζον”.

Στη στρατόσφαιρα το στοιχείο αυτό σχηματίζει ένα λεπτό επί μέρους στρώμα (μεταξύ 19.000 και 30.000 μέτρων) πού είναι πιο λεπτό πάνω από τις τροπικές περιοχές και πιο παχύ πάνω από τις πολικές και λέγεται Οζονόσφαιρα ή Στρώμα Chapman.  Σε αντίθεση με την τροπόσφαιρα, στη στρατόσφαιρα στόχος είναι η σταθεροποίηση της συγκέντρωσης του όζοντος το οποίο θεωρείται η ασπίδα που απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου.

Κύρια φυσική πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας είναι ο ήλιος. Πρόκειται για επικίνδυνη ακτινοβολία, ιδιαίτερα επιβλαβής για την υγεία του ανθρώπου.

Το “παράδοξο” είναι ότι ενώ το Όζον κοντά στο έδαφος είναι επιβλαβές για την ανθρώπινη υγεία, όταν βρίσκεται ψηλότερα στην Στρατόσφαιρα συμβάλλει στην προστασία της υγείας σε βαθμό που θα ήταν αδύνατη η επιβίωση χωρίς αυτό.  Έτσι λειτουργώντας σαν αόρατο φίλτρο απορροφά κάποιες από τις εξαιρετικά επικίνδυνες υπεριώδεις ακτίνες που αν έφταναν στο έδαφος θα προκαλούσαν σοβαρές καταστροφές σε φυτά, ζώα και ανθρώπους.

Συγκεκριμένα οι ακτίνες αυτές προκαλούν καρκίνο, πρόωρη γήρανση του δέρματος, καταρράκτη των ματιών, εξασθένηση του αμυντικού συστήματος του ανθρώπινου οργανισμού έναντι των παθογόνων μικροβίων και αύξηση των μεταδοτικών ασθενειών. Καταστρέφουν επίσης το φυτοπλαγκτόν και τις προνύμφες των ψαριών. Το στρώμα του όζοντος προστατεύει την επιφάνεια της Γης από αυτήν.

Η μείωση της συγκέντρωσης του όζοντος στην στρατόσφαιρα ονομάστηκε ΤΡΥΠΑ ΤΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ. Επομένως εύκολα καταλαβαίνει κανείς γιατί η Οζονόσφαιρα ονομάζεται και ασπίδα όζοντος. Μάλιστα έχει υπολογιστεί ότι κάθε μείωση της περιεκτικότητας του όζοντος κατά 10% ισοδυναμεί με αύξηση των περιπτώσεων καρκίνου του δέρματος κατά 300.000 παγκοσμίως. Μεγαλύτερο κίνδυνο διατρέχουν τα άτομα με ανοιχτόχρωμο δέρμα, μπλε μάτια και ξανθά μαλλιά και τα οποία παρά τις καλοκαιρινές πολύωρες ηλιοθεραπείες ευκολότερα καίγονται παρά μαυρίζουν.

Βασικότερη αιτία του φαινομένου είναι αποδεδειγμένα η εκπομπή χλωροφθορανθράκων (CFCs) και οξειδίων του αζώτου, στην ατμόσφαιρα που σχετίζονται άμεσα με μερικές από τις ανθρώπινες δραστηριότητες που καταστρέφουν το όζον. Οι χλωροφθοράνθρακες, όπως δείχνει και το όνομά τους, περιέχουν χλώριο, το οποίο είναι ιδιαίτερα καταστροφικό για το όζον. Ενδεικτικά, 1 μόριο χλωρίου καταστρέφει μέχρι και 100.000 μόρια όζοντος πριν αδρανοποιηθεί.

Τα CFCs  έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και είναι εξαιρετικά σταθερές ενώσεις. Χρησιμοποιούνται σαν προωθητικά αερίων στα διάφορα σπρέι (αποσμητικά, εντομοκτόνα, λακ μαλλιών κ.λπ.), στις μονώσεις, στα ψυκτικά υγρά, στα ψυγεία (Freon) και στους κλιματισμούς. Η εκπομπή τους είναι σαφώς μεγαλύτερη σε αστικές περιοχές, σε αναπτυγμένες ή αναπτυσσόμενες χώρες και ιδιαίτερα σε βιομηχανικές περιοχές. Αυτές οι ενώσεις ανεβαίνουν με πολύ αργούς ρυθμούς από την επιφάνεια της Γης προς τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και μετά από 20 με 30 χρόνια φτάνουν στη στρατόσφαιρα. Εκεί, με την βοήθεια της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας διασπώνται απελευθερώνοντας άτομα χλωρίου πού επιτίθενται κατά μορίων όζοντος αποσπώντας τους άτομα οξυγόνου και διαλύοντάς τα.

Η ύπαρξη των CFCs στην ατμόσφαιρα είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη, καθώς συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη και παραμένουν στην ατμόσφαιρα για πάνω από 120 χρόνια.

Οι ενδείξεις και οι υποψίες προϋπήρχαν από το 1973, όταν τρεις μελετητές (δύο Αμερικανοί και ένας Ολλανδός) είχαν προαναγγείλει τον επερχόμενο κίνδυνο. Το θέμα ιδιαίτερα μετά την επιβεβαίωση που ήρθε το 1985 από τη βρετανική αποστολή στην Ανταρκτική.

Την περίοδο 1993 – 1995 εμφανίστηκε μεγάλη αραίωση (τους ανοιξιάτικους μήνες) του όζοντος της στρατόσφαιρας στη Νότιο Αυστραλία (τον Οκτώβριο του 1994 είχε μείνει η μισή ποσότητα όζοντος και η τρύπα υπερκάλυψε την ήπειρο). Τα τελευταία επτά – οκτώ χρόνια, τόσο στην Αυστραλία όσο και στον υπόλοιπο κόσμο, όλοι προειδοποιούν για τις βλαβερές συνέπειες της έκθεσης στον ήλιο, φθάνοντας στο σημείο να δίνουν ακόμη και καθημερινό «δελτίο ηλιοθεραπείας». Τον χειμώνα του 2000 κατέληξε να είναι τριπλάσια σε έκταση απ’ τις Η.Π.Α.

Κατά τη διάρκεια των πέντε πιο κρύων χειμώνων από το 1993 έως το 1997 υπήρξε μείωση των τιμών όζοντος πάνω απ’ την Αρκτική και εξασθένηση της προστατευτικής ασπίδας του όζοντος για πολλές περιοχές της Ευρώπης. Σύμφωνα με τους επιστήμονες το πρόβλημα είναι πολύ πιο ήπιο στο Βόρειο Ημισφαίριο, χάρις στην ύπαρξη μεγάλων ορεινών όγκων ξηράς όπως τα Ιμαλάια και περισσότερης ξηράς, έναντι του Νοτίου Ημισφαιρίου όπου υπερτερούν οι θαλάσσιοι όγκοι. Έτσι ενώ στο Βόρειο ημισφαίριο βρίσκονται οι περισσότερες αναπτυγμένες χώρες του κόσμου και είναι συγκεντρωμένη η βιομηχανική παραγωγή,  το φαινόμενο εντοπίζεται κυρίως στο Νότιο Ημισφαίριο. Η Μεσόγειος, συμπεριλαμβανομένης της Ελλάδος, ανήκουν στη ζώνη υψηλού κινδύνου και είναι ιδιαίτερα ευάλωτες στη μείωση του όζοντος λόγω μεγάλης ηλιοφάνειας.

Σύμφωνα με το Κέντρο Χαρτογράφησης του Όζοντος των Ηνωμένων Εθνών, οι τιμές όζοντος μειώνονται σταθερά κατά 5% ανά δεκαετία, ενώ στην πατρίδα μας η αύξηση των επιβλαβών υπεριωδών ακτίνων κατά τα τελευταία 20 χρόνια έφτασε το 18%.

Λόγω της μεγάλης ανησυχίας τόσο στους επιστήμονες όσο και στις κυβερνήσεις, στις 26 Σεπτεμβρίου του 1987, 46 χώρες του κόσμου υπέγραψαν το Πρωτόκολλο του Μόντρεαλ για την αντιμετώπιση του φαινομένου της τρύπας του όζοντος.

• Στόχος ήταν η σταδιακή εξάλειψη των CFCs και άλλων ουσιών (υδροχλωροφθοράνθρακες, μεθυλοβρωμίδιο) που ευθύνονται για τη μείωση του όζοντος στην ατμόσφαιρα.
• Δέσμευση των χωρών που υπέγραψαν τη συνθήκη είναι η αυτόματη διακοπή παραγωγής και κατανάλωσης CFCs. 
• Έτσι το 1994 διαπιστώθηκε και η πρώτη ελπιδοφόρα μείωση των χλωροφθορανθράκων χαμηλά στην τροπόσφαιρα.
• Η τρύπα έχει σταματήσει να αραιώνει, αλλά δεν πρέπει να καθησυχάζουμε καθώς δεν έχει ξεκινήσει η αποκατάσταση της τρύπας σε ικανοποιητικούς ρυθμούς.

Εξάλλου δεν πρέπει να ξεχνάμε πως οι ρύποι πού είχαν παραχθεί πριν την εφαρμογή των περιορισμών του Πρωτοκόλλου, εξακολουθούν να ανεβαίνουν προς τη Στρατόσφαιρα και ακόμα δεν έχουν ξεκινήσει να δρουν καταστρέφοντας το όζον. Η βελτίωση αναμένεται ν’ αρχίσει μετά από κάποιες δεκαετίες με την προϋπόθεση ότι δεν θα  υπάρξουν άλλοι αστάθμητοι παράγοντες, και σύμφωνα με υπολογισμούς τα επίπεδα του όζοντος θα έχουν φτάσει σε εκείνα του 1980 κάποια στιγμή στο διάστημα 2045-2050.