
Εισαγωγή
Τον τελευταίο αιώνα η ανάπτυξη της εκβιομηχάνισης, η αύξηση του πληθυσμού και η άνοδος του βιοτικού επιπέδου στις αναπτυσσόμενες χώρες συνοδεύεται από την αλόγιστη χρήση χημικών όπως είναι οι χλωροφθοράνθρακες (CFCs) οι οποίοι συνεισφέρουν στο φαινόμενο της τρύπας του όζοντος। Ένα φαινόμενο το οποίο ανακαλύφτηκε πρόσφατα (1985) και θεωρείται ότι είναι η μείωση της συγκέντρωσης του στρατοσφαιρικού όζοντος, το οποίο παρουσιάζεται τοπικά πάνω από την Ανταρκτική κατά το αυστραλιανό φθινόπωρο (δικιά μας άνοιξη) μεταξύ Σεπτέμβριο και Νοέμβριο κάθε χρόνο από το 1975.
Το στρώμα του όζοντος επεκτείνεται από 15 έως και 40 χιλιόμετρα από την επιφάνεια της Γής। Αντιπροσωπεύει ένα ατμοσφαιρικό περιβάλλον στο οποίο το όζον δημιουργείται και καταστρέφεται. Το όζον είναι ένα αέριο το οποίο σε αντίθεση με το μοριακό οξυγόνο περιέχει 3 άτομα οξυγόνου. Είναι ένα πολύ δραστικό αέριο, αρκετά εκρηκτικό σε υψηλές συγκεντρώσεις και βρίσκεται σε μικρές ποσότητες στην τροπόσφαιρα. Το όζον στην στρατόσφαιρα είναι σημαντικό επειδή ενεργεί ως κέλυφος που απορροφά μεγάλο μέρος της βλαβερής υπεριώδους ακτινοβολίας από τον ήλιο.
Οι απειλές για το στρώμα του όζοντος προέρχονται από τις παρακάτω πηγές:
1. Τα οξείδια του αζώτου που παράγονται από τους κινητήρες των μεγάλων αεροπλάνων ήταν η πρώτη αντιληπτή απειλή για το στρώμα του όζοντος. Μπορούν να αντιδράσουν με το όζον παράγοντας διοξείδιο του αζώτου και οξυγόνο. Το διοξείδιο του αζώτου έπειτα μπορεί να αντιδράσει με ατομικό οξυγόνο παράγοντας μονοξείδιο του αζώτου. ΄Ετσι το μονοξείδιο του αζώτου καταλυτικά καταστρέφει το όζον
2. Οι χλωροφθοράνθρακες (CFC) που περιέχουν τα περισσότερα σπρεϊ αποτελεί μια απειλή για το όζον αφού τα άτομα του χλωρίου μπορούν καταλυτικά να καταστρέψουν τα μόρια του όζοντος. Μετά από 3 χρόνια περίπου (ο μέσος χρόνος στρατοσφαιρικής παραμονής του χλωρίου) επιστρέφει και πάλι πίσω στη γή, αλλά όχι πριν καταστρέψει δεκάδες χιλιάδες μόρια όζοντος (Rowland 1989)
3. Τα άτομα του βρωμίου τα οποία υπάρχουν σε συστατικά όπως τα Halons και το μεθυλικό βρωμίδιο συμπεριφέρονται όμοια με το χλώριο. (Cicerone 1994). Οι αντιδράσεις του βρωμίου με το όζον είναι παρόμοιες με τις αντιδράσεις του χλωρίου
4. Επιπλέον του CFC, ο τετραχλωρικός άνθρακας και το χλωροφόρμιο συνεισφέρουν στο χλώριο το οποίο αντιδρά με το όζον.
5. Τα υπεροξείδια του αζώτου καταστρέφουν το όζον μέσω της καταλυτικής τους δράσης
Τι συμβαίνει στην Ανταρκτική;
Η τρύπα του όζοντος είναι ένα εποχιακό φαινόμενο το οποίο διαρκεί 5-6 μήνες ή και περισσότερο και η περιοχή η οποία παρουσιάζει τα μεγαλύτερα ποσοστά μείωσης της συγκέντρωσης του όζοντος κατά 50% σε ετήσια βάση είναι η Ανταρκτική. (Roberts 1989) Μια σειρά από συνθήκες είναι υπεύθυνες για την τρύπα του όζοντος. Σε γενικές γραμμές το φαινόμενο της τρύπας του όζοντος από μια σειρά διεργασιών που συντελούνται στην στρατόσφαιρα πάνω από την Ανταρτική είναι τα παρακάτω:
1. Το καλοκαίρι, αέρια όπως το διοξείδιο του αζώτου και μεθάνιου αντιδρούν με το μονοξείδιο του χλωρίου με αποτέλεσμα να "δεσμεύουν" το χλώριο, δημιουργώντας τις λεγόμενες δεξαμενές χλωρίου και έτσι εμποδίζει περισσότερη μείωση του όζοντος.
2. Κατά τη διάρκεια του Ανταρκτικού χειμώνα τον Ιούνιο, δημιουργείται στρόβιλος (όπως μια ρουφήχτρα) στην στρατόσφαιρα, ο οποίος φυλακίζει στρατοσφαιρικά αέρια μέσα σε ένα "δακτυλίδι" αέρα γύρω από την Ανταρκτική.
3. Οι ακραίες χαμηλές θερμοκρασίες στην Ανταρκτική προκαλούν την υγροποίηση των μικρών ποσοτήτων στρατοσφαιρικών υδρατμών και άλλων χημικών τα οποία με τη σειρά τους δημιουργούν τα στρατοσφαιρικά σύννεφα του Νότιου Πόλου.
4. Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, τα μόρια που υπάρχουν στα σύννεφα παρέχουν την επιφάνεια πάνω στην οποία γίνονται οι χημικές αντιδράσεις και ελευθερώνουν χλώριο (Cl2) από τη δεξαμενή χλωρίου (αντίδραση 9).
5. Όταν ο χειμώνας τελειώνει στην Ανταρκτική το φθινόπωρο, η θερμότητα του ήλιου διαλύει τα σύννεφα. Η ακτινοβολία UV έπειτα αντιδρά με τα μόρια του χλωρίου (αντίδραση10 και 11), ελευθερώνοντας άτομα χλώριου αρχίζοντας έτσι ένας κύκλος χλωρίου ο οποίος καταστρέφει το όζον.
6. Κατά το Νοέμβριο, την αρχή του ανταρκτικού καλοκαιριού, ο τοπικός στρόβιλος διακόπτεται και το όζον επιστρέφει στη περιοχή με τη μορφή πλούσιου φρέσκου αέρα
Το 1987 υπεγράφη το πρωτόκολλο του Μόντρεαλ από 46 χώρες που συμφώνησαν να μειώσουν την παραγωγή χλωροφθορανθράκων κατά 50% μέχρι το 2000. Αμέσως μετά την υπογραφή του πρωτόκολλου η ΝΑΣΑ ανακοίνωσε τα συμπεράσματα από έρευνα που έγινε με ειδικά εφοδιασμένο αεροπλάνο που πέταξε πάνω από την Ανταρκτική και τα οποία είχαν ως εξής:
Η "τρύπα" είχε περίπου το μέγεθος των ΗΠΑ
Στο κέντρο της και σε ορισμένα σημεία η καταστροφή του όζοντος έφτανε τα 97.5%
Το μονοξείδιο του χλωρίου (ClO) το οποίο είναι ένα από τα προϊόντα διάσπασης των CFCs μετρήθηκε σε ποσότητες χιλιαπλάσιες των κανονικών Στην παραπάνω εικόνα φαίνεται η τρύπα του όζοντος στην Ανταρκτική όπως αυτή φαίνονταν από τον δορυφόρο της ΝΑSΑ, Nimbus 7 στις 5 Οκτώβριου του 1987.
Επιπτώσεις από την τρύπα του όζοντος
Η ανθρώπινη υγεία
Η υπεριώδης ακτινοβολία έχει διαφορετικές αρνητικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Καθώς δεν διαπερνά περισσότερα από μερικά στρώματα κυττάρων, η βλάβη που προξενεί η UV-B κατά κανόνα περιορίζεται στο δέρμα και στα μάτια. Οι πλέον συνήθεις κίνδυνοι είναι τα εγκαύματα από τον ήλιο με τη μέγιστη βλάβη να προξενείται σε μήκη κύματος 280nm. Η έκθεση στη UV-B προξενεί φλεγμονή του κερατοειδούς χιτώνα. Η μακροχρόνια έκθεση στη UV-B μπορεί επίσης να οδηγήσει στην ανάπτυξη καταρράκτη. Επιπλέον, η γενετική ύλη των κυττάρων , το DNA, απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία. Η ενέργεια που αποκτάται από την απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας προξενεί διάσπαση του DNA στα κύτταρα του δέρματος (Taylor). Τέλος η UV-B καταστρέφει το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος και καθιστά τον οργανισμό λιγότερο ικανό στην καταπολέμηση των ασθενειών. Οι άνθρωποι με κατεστραμμένο το ανοσοποιητικό σύστημα, λόγω της UV-B, θα είναι περισσότερο επιρρεπείς στον καρκίνο του δέρματος, σε παρασιτικές μολύνσεις του δέρματος, έρπη, ηπατίτιδα και άλλες ασθένειες. (Alderson and Kent 1986) Μια μείωση του όζοντος κατά 10% αναμένεται να επιφέρει αύξηση των καρκίνων του δέρματος κατά 26%, δηλαδή 300.000 επιπλέον περιπτώσεις καρκίνων του δέρματος ετησίως καθώς και 1.6 έως 1.75 εκατομμύρια επιπλέον περιπτώσεις καταρράκτη παγκοσμίως. (Γεωργόπουλος)
Επιπτώσεις στο οικοσύστημα
Όλα τα είδη διαθέτουν μηχανισμούς που τους επιτρέπουν να ανέχονται τα υπάρχοντα επίπεδα της UV-B. Όμως οι αυξήσεις της UV-B ίσως να ξεπεράσουν την ικανότητα των ειδών να την αντιμετωπίζουν, γεγονός το οποίο θα προξενήσει αυξημένες βλάβες, μεταλλάξεις και θανάτους. Ειδικότερα οι επιπτώσεις της αυξημένης ακτινοβολίας της UV-B στους φυτικούς και υδρόβιους οργανισμούς είναι:
Α) Φυτικοί οργανισμοί
Παρεμπόδιση της φωτοσύνθεσης
Αλλαγή των ρυθμών ανάπτυξης
Καταστροφή του DNA
Τέλος τα φυτικά είδη τα οποία αναπτύσσονται σε σκιερά περιβάλλοντα είναι λιγότερο ικανά να ανεχτούν την έκθεση στη UV-B ενώ τα φυτά τα οποία αναπτύσσονται σε πλήρη ηλιοφάνεια έχουν πιο ισχυρό σύστημα να δεχτούν την UV-B.
Β) Υδρόβιοι οργανισμοί
Οι υδρόβιοι οργανισμοί προστατεύονται περισσότερο από ότι οι χερσαίοι οργανισμοί εξαιτίας του γεγονότος ότι το νερό απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία. Όμως η έκθεση σε υψηλά επίπεδα UV-B είναι δυνατό να καταστρέψει το DNA και να εμποδίσει την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή του φυτοπλαγκτού. Η πτώση του πληθυσμού του φυτοπλαγκτού έχει πολύ μεγαλύτερες επιδράσεις, καθώς αποτελούν την βάση της τροφικής αλυσίδας των ωκεανών. Το ίδιο εξυπηρετεί ως τροφή τα ψάρια και τα φαλαινοειδή. Κάθε σημαντική μείωση στην ποσότητα των φυκών μπορεί να οδηγήσει σε μεγαλύτερη καταστροφή των τροφικών αλυσίδων στην περιοχή της Ανταρκτικής.
Επιπτώσεις στο κλίμα
Η μείωση της ποσότητας του όζοντος στην στρατόσφαιρα έχει δραματικές επιπτώσεις στο κλίμα. Μία επίδραση είναι η αύξηση της θερμότητας στα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας και στην επιφάνεια της γής που δημιουργείται από τις αυξημένες ποσότητες υπεριώδους και υπέρυθρης ακτινοβολίας που φτάνουν πιο εύκολα στη Γη εξαιτίας της τρύπας. Αυτό επιδεινώνει το παγκόσμιο πρόβλημα της αύξησης της θερμοκρασίας. Επιπλέον, καθώς η απορρόφηση υπεριώδους ακτινοβολίας από το όζον παράγει θερμότητα, η μείωση του όζοντος θα προκαλέσει σημαντική αύξηση του ψύχους στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. (Giese 1976, Watson 1988)
Συμπέρασμα
Η μείωση του όζοντος αποτελεί μια σημαντική απειλή για το παγκόσμιο περιβάλλον και προειδοποιεί τον άνθρωπο ότι δεν μπορεί να συνεχίσει τη σημερινή του πορεία. Όμως είναι ένα από τα πολλά σημάδια, ότι το εργοστάσιο της ζωής του πλανήτη διατρέχει κίνδυνο καθώς ο αριθμός των ανθρώπων και οι δραστηριότητες συνεχίζουν να αυξάνονται ταχύτατα, ο κίνδυνος να ξεπεράσουμε τα συστήματα υποστήριξης της ζωής του πλανήτη γίνεται μεγαλύτερος. Είναι ένα παγκόσμιο πρόβλημα, το οποίο είναι και ένα μάθημα προς όλους τους ανθρώπους για την εύθραυστη φύση των φυσικών μας συστημάτων και συνεπώς απαιτεί παγκόσμια δράση για την επίλυση του. Ας ελπίσουμε ότι θα λάβουμε υπόψη και να καταλάβουμε ότι καλύτερα είναι να εμποδίσουμε μια κρίση εκ των προτέρων παρά να προσπαθήσουμε να την επιλύσουμε μόλις αυτή εμφανιστεί.