Wanneer zware, longschadelijke smog neerdaalt op steden als Los Angeles en Milaan, is het normaal om onze vuisten op te heffen en ozon te vervloeken. Ozonmoleculen, simpelweg drie aan elkaar gebonden zuurstofatomen, zijn extreem reactief en kunnen op grondniveau echte schade aanrichten. Maar hogerop is ozon een heilzaam en cruciaal onderdeel van de atmosfeer van de aarde.

De stratosfeer -- de laag van onze atmosfeer net boven de laag die we inademen -- bevat slechts een dunne laag ozon . Er zijn ongeveer drie ozon (O₃ ) moleculen voor elke 10 miljoen luchtmoleculen, en deze laag is dikker over de polen dan de evenaar [bron:NOAA]. Het lijkt misschien onbeduidend in vergelijking met de diepte van de rest van de atmosfeer, maar het doet heel belangrijk werk. Het voorkomt dat veel van het ultraviolet-B (UV-B) licht van de zon de aarde bereikt. Dit UV-licht kan huidkanker, staar en andere aandoeningen veroorzaken.

Ozon beschermt ons tegen de zon door interactie met licht. Het wordt gemaakt wanneer ultraviolet licht zuurstofmoleculen raakt (O₂ ) in de stratosfeer, waarbij de moleculen worden gesplitst in twee zuurstofatomen (O). Wanneer dit atoom een ​​ander zuurstofmolecuul tegenkomt, combineren de twee om ozon te maken (O₃ ). Ultraviolet licht breekt ozon ook weer af in een zuurstofmolecuul en een zuurstofatoom. Bekijk deze animatie van NASA om te zien hoe dit werkt.

Dit proces wordt de ozon-zuurstofcyclus genoemd , en het zet UV-straling om in warmte, waardoor de aarde wordt beschermd. Andere stoffen in de stratosfeer, zoals chloor, breken de ozon weer af in zuurstofmoleculen en atomen. Gewoonlijk is het opbouwen en afbreken een uitgebalanceerd proces, maar het kan veranderen naargelang de seizoenen en door natuurlijke gebeurtenissen zoals vulkaanuitbarstingen.

Maar de meeste wetenschappers zijn het erover eens dat menselijke activiteit een onbalans heeft veroorzaakt in de zuurstof-ozoncyclus die heeft geleid tot een gat in de ozonlaag boven Antarctica. In dit artikel zullen we ontdekken wat het gat veroorzaakt, of we een patch kunnen maken en wat we kunnen doen om de uitputting van onze kritieke UV-bescherming te stoppen.

Dus, hoe gebeurt de aantasting van de ozonlaag in de eerste plaats?

1. Het ozongat
2. Kunnen we het ozongat dichten?

Het ozongat

De ozon-zuurstofcyclus die de ozonlaag relatief stabiel houdt, is ontspoord. Het probleem is dat er meer ozon wordt afgebroken dan de zon kan opbouwen. Deze onbalans komt van het "gat" of dunner worden in de ozonlaag boven Antarctica. Door mensen geproduceerde ozonafbrekende verbindingen doen de meeste schade.

Ozonafbrekende verbindingen bevatten broom, chloor, fluor, koolstof en/of waterstof in verschillende combinaties. Je hebt waarschijnlijk wel eens gehoord van een van de meest voorkomende soorten ozonafbrekende verbindingen, bekend als chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's ). CFK's bevatten alleen fluor, koolstof en chloor en worden traditioneel gebruikt in koeling, airconditioning, spuitbussen en als industriële oplosmiddelen. Een overvloed aan deze verbindingen, die door menselijke activiteiten in de lucht zijn vrijgekomen, heeft geleid tot het ozongat in Antarctica.

Complexe chemische reacties, die in de winter en de lente op Antarctica plaatsvinden, vernietigen ozon. In de winter bereikt de zon de Zuidpool niet en vormt zich een polaire draaikolk. De polaire vortex is een luchtstroom rond de pool die de lucht isoleert. De CFK's die bij de vortex aankomen, kunnen er niet uit, dus worden ze daar geconcentreerd.

Wanneer het zonlicht in de lente terugkeert naar Antarctica, breken chemische reacties op het oppervlak van deze wolken ozonafbrekende verbindingen af ​​tot atomen van chloor en broom . Deze atomen zijn dodelijk voor ozon. Eén chlooratoom kan 100.000 ozonmoleculen afbreken en broom is 40 keer destructiever [bron:EPA]. Dit gebeurt van nature in de stratosfeer, maar het chloor en broom zijn daar niet zo geconcentreerd als tijdens de Antarctische lente. Deze atomen vernietigen een groot deel van de ozon boven Antarctica, waardoor het evenwicht van de rest van de ozonlaag wordt verstoord.

De polaire vortex bestaat alleen boven Antarctica, daarom bestaat het ozongat alleen daar. Maar hoe groter het gat, hoe dunner de ozonlaag over de rest van de aarde wordt. Dit betekent dat er meer gevaarlijke UV-straling het aardoppervlak zal bereiken.

Een voor de hand liggende oplossing zou dan zijn om meer ozon naar boven te pompen om de uitdunning tegen te gaan. Maar het creëren van een ozonpleister is niet eenvoudig.

Kunnen we het ozongat dichten?

Als we het gat boven Antarctica zouden kunnen dichten, zou de natuurlijke ozon-zuurstofcyclus weer in evenwicht kunnen raken. Maar helaas kunnen we niet meer ozon maken om het gat te dichten. Het kost veel energie om ozonmoleculen te maken -- in de atmosfeer drijft de intense energie van de zon het meeste werk aan. Maar op de begane grond is het geen praktisch voorstel. Bovendien is ozon op grondniveau zo'n gevaarlijke verontreinigende stof dat het misschien niet verstandig is om het te produceren, ook al zou het gemakkelijker zijn om te doen.

Om de ozonlaag te herstellen, moeten we dus stoppen met het vrijgeven van ozonafbrekende verbindingen in de atmosfeer. In 1987 kwamen meer dan 180 landen overeen om het probleem aan te pakken in het Montreal Protocol. Bij de ondertekening van het protocol kwamen die landen overeen om ozonafbrekende chemicaliën zoals CFK's, halonen en tetrachloorkoolstof geleidelijk uit te bannen. In de Verenigde Staten dragen alle producten die deze verbindingen bevatten waarschuwingslabels en mogen ze alleen worden gebruikt als er geen geschikt, niet-ozonafbrekend product beschikbaar is.

Wetenschappers hopen dat, als deze verbindingen volledig worden stopgezet, de ozonlaag tegen 2050 weer normaal zal worden [bron:EPA].

Draag in de tussentijd zonnebrandcrème, repareer lekkende koelapparatuur onmiddellijk en gebruik alleen HVAC-reparatieservices die gecertificeerd zijn om op de juiste manier om te gaan met het koelmiddel dat ze verwijderen.

Bekijk de links op de volgende pagina voor meer informatie over het ozongat, CFK's en gerelateerde onderwerpen.

Toen landen begonnen met het geleidelijk afschaffen van ozonafbrekende CFK's, kwamen ze met een vervanging die bekend staat als de HFC of fluorkoolwaterstof. HFK's vernietigen ozon niet. Maar HFK's kunnen een nogal schadelijke redder blijken te zijn. Een recente studie gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences laat zien dat ze mogelijk bijdragen aan de opwarming van de aarde [bron:Velasquez-Manoff].

Veel meer informatie

Verwante HowStuffWorks-artikelen

• Hoe ozonvervuiling werkt
• Hoe de opwarming van de aarde werkt
• Hoe zure regen werkt
• Wat is schone steenkooltechnologie?
• Hoe het weer werkt

Meer geweldige links

• EPA:ozon
• NOAA:Wetenschap:basisprincipes van ozon
• Universiteit van Cambridge:The Ozone Hole Tour

Bronnen

• Milieu-indicatoren:ozonafbraak. EPA.http://www.epa.gov/ozone/science/indicat/
• Velasquez-Manoff, Moises. "Het laatste nieuws over fluorkoolwaterstoffen." Christelijke Wetenschapsmonitor. 10 augustus 2009.http://features.csmonitor.com/environment/2009/08/10/the-lastest-on-hydrofluorocarbons/
• Ozon:goed hoog, slecht dichtbij. EPA.http://www.epa.gov/oar/oaqps/gooduphigh/
• Stratosferisch ozon. NOAA.http://www.ozonelayer.noaa.gov/science/basics.htm