Ozongat

De aardatmosfeer beschermt het leven op aarde door een gedeelte van de schadelijke straling die afkomstig is van de zon tegen te houden. Zo wordt het schadelijkste deel van de ultraviolette straling tegengehouden door de ozonlaag die zich op ongeveer 10-15 kilometer hoogte bevindt.

De ozonlaag wordt aangetast door bepaalde drijfgassen uit bijvoorbeeld spuitbussen en oudere types koelkasten. Deze drijfgassen zijn sinds enige jaren verboden. De aantasting van het ozongat komt het sterkst tot uiting in het ozongat dat elk voorjaar boven de zuidpool optreedt.

De Nederlander Paul J. Crutzen kreeg in 1995 samen met Mario J. Molina en F. Sherwood Rowland de Nobelprijs voor de Scheikunde voor “hun bijdragen aan de chemie van de atmosfeer en in het bijzonder de aanmaak en de afbraak van ozon”.

Waarom zit het gat boven de zuidpool?

Er zijn hier twee theorieen over, de chemische en de meteorologische:

De chemische theorie: Boven in de stratosfeer boven Antarctica zitten soms dunne ijle wolkenlaagjes. Deze kunnen ontstaan bij hele lage temperaturen. Op de ijskristallen kunnen stikstofverbindingen condenseren zoals HN03 (salpeterzuur) of N02 (stikstofdioxide). Normaal kunnen deze stikstofverbindingen een chloor (Cl) atoom onschadelijk maken door er een stof van te maken die niet meewerkt aan de vermindering van ozon. Wanneer de stikstofverbindingen op het ijs afgezet wordt zal er echter meer chloor overblijven. Dit chloor kan ozon (03) omzetten in Cl0 en 02 zodat er een vermindering van ozon is opgetreden. Als CFK’s die ook chloor bevatten in aanraking met licht komen kunnen deze zich splitsen (deze chemische reactie wordt fotodissociatie genoemd) zodat er chloor vrijkomt met als gevolg dat er nog meer ozon zal verdwijnen.

De meteorologische theorie: De verdeling van ozon in de lage stratosfeer boven Antarctica wordt in de eerste plaats bepaald door transport. Het transport komt door luchtstromen in de stratosfeer. Deze luchtstromen zorgen ervoor dat grote hoeveelheden ozon van de tropen naar de polen wordt verplaatst. Zonder dit transport zou er namelijk helemaal geen ozon zijn boven de polen. In de winter en in het begin van het voorjaar bereikt deze stroming het continent niet. De grote ijsbedekkingen en de uitgestrekte oceanen om het poolgebied zorgen ervoor dat de lucht als het ware geïsoleerd is. Deze lucht is afkomstig van grotere hoogte en gaat in een draaiende beweging om de Zuidpool heen. In het voorjaar breekt de zon weer boven Antarctica door en dan geldt dat proces niet meer, en kan er weer lucht met ozon naar binnen stromen. De meteorologische theorie wijst er op dat er in het begin van het voorjaar voordat de geïsoleerde luchtstroom doorbreekt, er een opwaartse stroming is die vanuit de troposfeer wordt aangevoerd. Over de vraag hoe deze kan verschijnen is een aantal suggesties gedaan. De verhoogde absorptie van zonnestraling door de toename van de ijskristallen. Of door de stijging van de zeewatertemperatuur.

Ontdekking

Reeds in 1970 wees Paul Crutzen erop dat stikstofoxides uit mest en supersonische vliegtuigen de ozonlaag kunnen aantasten. Enige tijd later, in 1974 realiseerden Frank Sherwood Rowland en Mario J. Molina zich dat de choorfluorkoolwaterstofen die die industrie uitstootten en uiteindelijk in de stratosfeer terecht zouden komen. Onder invloed van ultraviolet licht zouden zij vervolgens de ozonlaag aantasten. In die tijd was het niet zondermeer mogelijk de ozonlaag te meten, de technologie daarvoor ontbrak. Omdat uit de wetenschap echter steeds verontrustender geluiden kwamen, werd de Nimbus-7 satteliet gelanceerd. De metingen van de satteliet gaven aan dat er niets aan de hand was.

In 1984 deden Britse wetenschappers op Antarctica echter een meting vanaf de grond. Zij moeten zich rot geschrokken zijn dat de concentraties ozon in de stratosfeer 35% lager waren dan gewoonlijk. Kort daarna werd het bestaan van het ozongat door NASA bevestigd. De gegevens in de Nimbus-7 satteliet werden namelijk gefilterd voor extreme meetwaarden. Omdat het gat zich alleen boven Anarctica bevond en de situatie veel ernstiger was dan men had kunnen dromen, waren de gegevens boven Antarctica automatisch weggegooid. Omdat men de ruwe data bewaard had, kon men de gegevens opnieuw nagaan en bevestigen dat er een probleem was.

In 1995 kregen Paul Crutzen, Frank Sherwood Rowland en Mario J. Molina de nobelprijs voor de scheikunde voor hun werk.