ózon

Kép

A kisebb is túl nagy

Az Antarktisz feletti ózonlyuk területe idei legnagyobb kiterjedésekor 19,6 millió km²-re rúgott, ami ugyan még így is majdnem kétszer befedné egész Európát, 1988 óta mégis a legkisebbnek mondható. A zsugorodást az idézte elő, hogy idén némiképp magasabb volt az ózonrétegnek helyet adó sztratoszféra hőmérséklete, ennek következtében pedig kevesebb poláris sztratoszférikus felhő képződött a magasban. Mindez azért fontos, mert ezek a felhők egyébként kulcsszerepet töltenek be az ózonréteg elvékonyodásában még akkor is, ha egyes típusaik olykor kétségkívül káprázatos látványt nyújtanak.

A Déli-sarkot is megjárt Edward Adrian Wilson naplójában például ahhoz hasonlította az 1903. augusztus 17-én megfigyelt színeket, mint amik egy tucat élénk szivárvány fodrozódó szalagokká és foltokká szétszakításakor keletkezhetnének.

A bomlás folyamatában az ózont fogyasztó anyagok, például a Cl· és NO· állandóan újratermelődnek. Ez kis túlzással azt jelenti, hogy az ózon akár teljesen el is fogyhatna, ha ezeket az anyagokat valamilyen más kémiai reakció nem vonná ki végleg a körforgásból. A kivonás egyik lehetősége, hogy a klór-monoxid gyök (ClO·) reagál a nitrogén-dioxiddal (NO2), amelynek során klór-nitrát (ClONO2) jön létre, egy másik reakcióban pedig a troposzférából származó metán (CH4) klórral (Cl·) reakcióba lépve eredményezi sósav (HCl) kialakulását. A reakciókban keletkező klór-nitrát (ClONO2) és sósav (HCl) olyan tározó vegyületek, amik már hatástalanok az ózonmolekulákra. A poláris sztratoszférikus felhőket alkotó jégkristályok felületén azonban a két fenti tározó vegyület reakcióba lép egymással, melynek köszönhetően a téli sötétben szilárd salétromsav (HNO3) és gáznemű klór (Cl2) jön létre. Az ózon bomlása akkor kezdődik újra, amikor tavasszal a Nap sütni kezd, és napfény hatására a klór Cl-gyökökké bomlik szét. A különös felhők ózonréteg elvékonyodásában betöltött szerepe tehát lényegében az, hogy a tározó vegyületek jelenlétük miatt alakulnak vissza aktív ózonbontókká. Ha a modellek helytállóak, az ózonréteg 2070-2075 körül állhat vissza az 1980 előtti állapotára.
Farkas A. (2016) Gyöngyházfényű színkoktél. Élet és Tudomány 71 (25) 786-788 és phys.org Fotó: Gyöngyházfényű felhők 2014. december 22-én Norvégiában (Ivar Marthinusen felvétele).
Kép

Ártalmatlannak hitt anyag bontja az ózont

A diklór-metánt (CH2Cl2) túlnyomórészt festékek oldószereként, illetve a gyógyszergyártás során használják fel, és mivel ipari alkalmazása 2004 és 2014 között lényegében megduplázódott, mára nagyjából évi 1 millió köbméter kerül belőle a levegőbe. Az ózonrétegre gyakorolt hatásait azonban még nem vizsgálták, a korábbi vélekedés szerint ugyanis ez az anyag a körülbelül 5 hónapos légköri tartózkodási ideje alatt fel sem juthat a sztratoszférába. Nemrég azonban világossá vált, hogy a diklór-metánhoz hasonló, nagyon rövid tartózkodású idejű, természetes vagy antropogén eredetű anyagok mégiscsak jelen vannak a sztratoszféra alacsonyabb rétegeiben, az új légköri modellek pedig ózonbontásban játszott szerepüket is kimutatták. A diklór-metán ily módon a 2010 nyarán eltűnt ózon 1,5 százalékáért, a 2016 nyarán eltűntnek pedig 3 százalékáért tehető felelőssé.

Az anyag jelenlegi és jövőben várható légköri hatásait több lehetséges forgatókönyv alapján is modellezték. Az 1-es szerint az anyag ipari felhasználása a 2004–2014 közti évekhez hasonló mértékben nő tovább (2,85 ppt/év; ppt: billiomod rész), a 2-es szerint a növekedés üteme a 2012–2014 közöttinek felel majd meg (6,1 ppt/év), a 3-as szerint pedig nem várható további növekedés. Az eredmények szerint az Antarktisz feletti ózonréteg eredetileg 2065-re datált teljes újjáépülése a diklór-metán felhasználás mértékének függvényében 5–30 évvel, akár 2100 utánra is eltolódhat. Fentiek alapján az ózonkárosító anyagok kibocsátásának korlátozására 1987-ben életre hívott Montreali Jegyzőkönyvet a nagyon rövid tartózkodási idejű anyagokra, így a diklór-metánra is ki kellene terjeszteni.

Hossaini et al. (2017) The increasing threat to stratospheric ozone from dichloromethane. Nature Communications 8 article no. 15962. (Kép: Fig.7a Ha a diklór-metán ipari kibocsátása az elmúlt évtizedhez hasonlóan nő, akkor 2060-ra ~15 Dobson-egységnyi ózoncsökkenést idéz majd elő a Déli-sark felett)

Cikkem a National Geographic honlapján.