שכבת האוזון היא חלק בלתי נפרד ממה שהופך את כדור הארץ למגורים. אזור זה בסטרטוספרה אחראי לקליטת רוב הקרינה האולטרה סגולה של השמש, ובכך להבטיח שאינן מוקרנות אורגניזמים יבשתיים. מאז שנות השבעים, המדענים התוודעו לירידה מתמדת בשכבה זו סביב אזור הקוטב הדרומי, יחד עם ירידה עונתית משמעותית. תופעות אלה האחרונות, המכונות "חור האוזון", מהוות דאגה גדולה מזה עשרות שנים.
הניסיונות לתקן מצב זה התמקדו בחיתוך השימוש בכימיקלים תעשייתיים, כמו פחמימנים כלוריים. מאמצים אלה הגיעו לשיאם עם חתימתו של פרוטוקול מונטריאול בשנת 1987, שקרא לשלוח את השלמתם של חומרים מדלדלי האוזון (ODS). ולפי המחקר שנערך לאחרונה על ידי צוות מדעני נאס"א, חור האוזון מראה סימנים להתאוששות משמעותית כתוצאה מכך.
המחקר, שכותרתו "ירידה בהתמוטטות האוזון באנטארקטיקה ובכלור סטרטוספרי התחתון שנקבע מתצפיות על הלוח במיקרוגל". מכתבי מחקר גיאופיזיים. את המחקר הובילה סוזן אי סטרהאן ומחברתה של אן ר 'דוגלס, שתי מדעני מחקר עם המחקר הכימיה האטמוספרית של נאס"א גודארד ומעבדת דינמיקה.
לצורך המחקר, התייעץ הצוות בנתונים של לוויין Aura של נאס"א, אשר עוקב אחר אזור הקוטב הדרומי מאז 2005. לאחר שהושק בשנת 2004, מטרת לוויין אורה הייתה לבצע מדידות של אוזון, אירוסולים וגזי מפתח ב האטמוספרה של כדור הארץ. ועל פי הקריאות שאספה מאז 2005, הפחתות השימוש במצבי CFC הביאו לירידה של 20% בדלדול האוזון.
במילים פשוטות, CFC הם תרכובות כימיות ארוכות שנים המורכבות מפחמן, כלור ופלואור. מאז המחצית האחרונה של המאה העשרים, הם משמשים במספר יישומים תעשייתיים כמו קירור (כמו פרייון), בתרסיסים כימיים (כחומרי גלם) וכממסים. בסופו של דבר, כימיקלים אלה עולים אל תוך הסטרטוספרה שם הם נתונים לקרינת UV ומתפרקים לאטומי כלור.
אטומי הכלור הללו משחקים הרס בשכבת האוזון, שם הם מזרזים ליצירת גז חמצן (O²). פעילות זו מתחילה בסביבות יולי במהלך החורף של חצי הכדור הדרומי, כאשר קרני השמש גורמות לעלייה בזרזתן של אטומי הכלור והברום הנגזרים על ידי CFC באטמוספרה. עד ספטמבר (כלומר האביב בחצי הכדור הדרומי), שיא הפעילות, וכתוצאה מכך "חור האוזון" שרשמו המדענים לראשונה בשנת 1985.
בעבר, מחקרים על ניתוח סטטיסטי הצביעו על כך שדלדול האוזון גדל מאז. עם זאת, מחקר זה - שהיה הראשון להשתמש במדידות של ההרכב הכימי בתוך חור האוזון - הצביע על הידלדלות האוזון. יתר על כן, זה ציין כי הירידה נגרמת כתוצאה מירידה בשימוש ב- CFC.
כפי שהסבירה סוזן סטרהאן בהודעה לעיתונות שהתפרסמה לאחרונה על ידי נאס"א, "אנו רואים בבהירות רבה כי הכלור מה- CFC נופל בבור האוזון וכי פחות מתדלדל האוזון בגלל זה." כדי לקבוע כיצד האוזון וכימיקלים אחרים באטמוספירה השתנו משנה לשנה, מדענים הסתמכו על נתונים של הלוח המיקרוגל Limb Sounder (MLS) של לוויין אורה.
שלא כמו מכשירים אחרים המסתמכים על אור שמש כדי להשיג ספקטרום מגזים אטמוספריים, מכשיר זה מודד את הגזים הללו בפליטות מיקרוגל בהתאמה. כתוצאה מכך הוא יכול למדוד גזי עקבות באנטארקטיקה בתקופת מפתח בשנה - כאשר חצי הכדור הדרומי חווה חורף ומזג האוויר בסטרטוספרה רגוע והטמפרטורות נמוכות ויציבות.
השינוי ברמות האוזון מההתחלה לסוף החורף של חצי הכדור הדרומי (תחילת יולי עד אמצע ספטמבר) חושב מדי יום באמצעות מדידות MLS מדי שנה משנת 2005 עד 2016. בעוד שמדידות אלה הצביעו על ירידה באובדן האוזון, סטראחאן ודוגלס רצו להיות הפחתות מסוימות בשימוש ב- CFC זה מה שהיה האחראי.
הם עשו זאת באמצעות חיפוש סימנים מדויקים של חומצה הידרוכלורית בנתוני MLS, אשר כלור יווצר על ידי תגובה עם מתאן (אך רק כאשר כל האוזון הזמין מתרוקן). כפי שהסביר סטראחאן:
"בתקופה זו הטמפרטורות באנטארקטיקה תמיד נמוכות מאוד, ולכן קצב הרס האוזון תלוי בעיקר בכמות הכלור שיש. זה כאשר אנו רוצים למדוד אובדן אוזון ... בסביבות אמצע אוקטובר, כל תרכובות הכלור הופכות בנוחות לגז אחד, ולכן על ידי מדידת חומצה הידרוכלורית יש לנו מדידה טובה של סך הכלור. "
רמז נוסף הגיע בצורת רמות תחמוצת החנקן, גז נוסף ארוך חיים המתנהג ממש כמו CFCs בחלק ניכר מהסטרטוספרה - אך אינו נמצא בירידה כמו CFC. אם CFCs בסטרטוספרה היו יורדים, זה אומר שפחות כלור יהיה לעומת תחמוצת החנקן. על ידי השוואה של מדידות MLS של חומצה הידרוכלורית ותחמוצת החנקן בכל שנה, הם קבעו כי רמות הכלור יורדות בכ- 0.8 אחוז בשנה.
כפי שטראחאן ציין, זה הוסיף ירידה של 20% משנת 2005 לשנת 2016, אשר הייתה בקנה אחד עם מה שציפו. "זה קרוב מאוד למה שהמודל שלנו חוזה שעלינו לראות לגבי כמות זו של ירידת כלור," אמרה. "זה נותן לנו ביטחון שהירידה בדלדול האוזון עד אמצע ספטמבר שהוצגה על ידי נתוני MLS נובעת מירידה ברמות הכלור שמקורן ב- CFC. אבל אנחנו עדיין לא רואים ירידה ברורה בגודל חור האוזון מכיוון שזה נשלט בעיקר על ידי הטמפרטורה אחרי אמצע ספטמבר, שמשתנה מאוד משנה לשנה. "
תהליך החלמה זה צפוי להימשך כאשר CFC עוזבים בהדרגה את האווירה, אם כי מדענים צופים כי החלמה מלאה תארך עשרות שנים. אלה חדשות טובות מאוד בהתחשב בכך שחור האוזון התגלה רק לפני כשלושה עשורים, ורמות האוזון החלו להתייצב כעשור לאחר מכן. עם זאת, כפי שהסביר דוגלס, סביר להניח שהחלמה מלאה לא תתרחש עד למחצית השנייה של המאה הנוכחית:
"אנשי CFC הם בעלי חיים של 50 עד 100 שנה, כך שהם מתעכבים באטמוספרה הרבה מאוד זמן. ככל שחור האוזון נעלם, אנו מסתכלים על 2060 או 2080. וגם אז אולי עדיין יש חור קטן. "
פרוטוקול מונטריאול מוזכר לעתים קרובות כדוגמה לפעולה אקלימית בינלאומית יעילה, ולא בכדי. הפרוטוקול נערך שלוש עשרה שנה לאחר שהושגה הקונצנזוס המדעי בדלדול האוזון, ושנתיים בלבד לאחר הגילוי המדאיג של חור האוזון. ובשנים שלאחר מכן, החתומים נותרו מחויבים למטרותיהם והשיגו הפחתת יעד.
בעתיד, יש לקוות כי ניתן להשיג פעולות דומות בנושא שינויי אקלים, שהיו נתונים לעיכובים והתנגדות כבר שנים רבות. אך כפי שממחיש מקרה חור האוזון, פעולה בינלאומית יכולה לטפל בבעיה לפני שיהיה מאוחר מדי.
