Mikä on otsonikerros (Shield)?
Ihmiskunnan kilpi
Otsonikerros (suoja) on osa maan stratosfääriä. Otsonikerros sijaitsee stratosfäärin alaosassa 20-30 kilometrin pituisessa tilassa maanpinnan yläpuolella. Stratosfäärinen otsoni saa auringon Ultraviolet-B-säteilyn ensimmäisen iskun, ja se absorboi 97–99% auringon ultraviolettivalon keskimääräisestä taajuudesta. Otsoni (O3) on läsnä koko planeetan ilmapiirissä, mutta sen konsentraatio stratosfäärissä on keskimäärin kolme otsonia sisältävää molekyyliä 10 miljoonaa ilmaa kohti, mikä on paljon suurempi luku kuin muissa ilmakehän osia.
Otsoni: Hyvä ja huono kaasu
Stratosfääristä otsonia, otsonin yläpuolella olevaa otsonia, kutsutaan myös "hyväksi otsoniksi". Se imee suurimman osan biologisesti haitallisesta ultraviolettisäteilystä (UV-B) suojaamalla maan pintaa. Monet koe-tutkimukset kasveista ja eläimistä sekä ihmisten kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, että UV-B-säteilylle altistuminen on haitallista. On kuitenkin toinen otsoni, joka sijaitsee suoraan maapallon pinnalla, ja tämä on häiriötekijä. Kun otsoni on kosketuksissa kasviston ja eläimistön kanssa, se osoittaa sen tuhoavan puolen, ja näin ollen kaasun pintatason vaihtelua kutsutaan usein "huonoksi otsoniksi". Otsoni lisää erilaisia kemiallisia reaktioita, jotka aiheuttavat otsonille suurta määrää myrkyllisiä vaikutuksia biologisiin järjestelmiin. Ihmisillä otsonille altistuminen voi aiheuttaa kaikenlaisia sydän- ja hengityselinten ongelmia, ja se voi jopa aiheuttaa kuoleman, jos altistus on tarpeeksi vakava.
Kadonnut säteily
Vuonna 1913 ranskalaiset fyysikot Charles Fabry ja Henri Buisson huomasivat auringon spektrin säteilyn mittauksia, mutta huomasivat, että maan pinnalle saavuttanut säteily ei ollut sama kuin sen alkuperä. Siksi he teorioivat, että on olemassa jotain, joka viivästyttää tätä säteilyä, kun se liikkuu maan ilmakehän läpi. Puuttuvan säteilyn spektri on sama kuin tunnetun kemiallisen elementin, otsonin, spektri. Otsonikerroksen löytäminen johti brittiläisen tutkijan GMB Dobsonin ja muiden tekemiin huolellisiin tutkimuksiin, joiden tuloksena spektrofotometri keksittiin. Tämän välineen avulla voidaan mitata stratosfäärin otsonia suoraan maasta.
Kausivaurio
Vuodenajanvaihdos vaikuttaa merkittävästi stratosfäärin otsonikerroksen paksuuteen. Tutkimukset ovat osoittaneet, että maantieteelliset tekijät vaikuttavat myös otsonikilven kovuuteen. Vähiten suojattu maailmassa on Etelämantereella. Joissakin osissa Etelämanteraa suoja voi hävitä ajoittain jopa 60% sen paksuudesta. Tämä dramaattinen sammuminen tapahtuu Etelämantereen keväällä (syyskuusta marraskuuhun), ja alueen ilmapiirin ohut osa tunnetaan nimellä "Etelämantereen otsonirei". Samankaltaisia prosesseja esiintyy myös arktisella polaarisella alueella. Pohjoisen pallonpuoliskon talven ja kevään loppu viimeisten yhdentoista vuoden seitsemän vuoden aikana on osoittanut otsonikolonnin huomattavan heikkenemisen maan ilmakehässä.
Me heikennämme omaa suojaustamme
Monet meistä ovat nähneet, että kodinkoneiden ja kodinhoitotyökalujen pakkauksissa on käytetty CFC-vapaita tai "otsonia ystävällisiä". Otsonikerrosta heikentävät yhdisteet sisältävät erilaisia kemiallisten elementtien yhdistelmiä, kuten bromia, klooria, fluoria, hiiltä ja vetyä, ja niitä kuvataan usein yleistetyllä termillä "halogeenihiilivedyt". Yhdisteitä, jotka sisältävät vain klooria, fluoria ja hiiltä, kutsutaan "kloorifluorihiilivetyiksi", joita lyhennetään tavallisesti "CFC". Hiilitetrakloridi ja metyylikloroformi ovat tärkeimpiä otsonikerrosta heikentäviä kaasuja, joita käytetään usein teollisessa tuotannossa. Niitä käytetään sellaisissa teollisissa prosesseissa kuin jäähdytys, ilmastointi, vaahtoaminen ja myös liuottimina. Toista tällaisten yhdisteiden ryhmää, haloneja, käytetään pääasiassa palonsammutusaineina.
Reiän kiinnittäminen
Etelämantereen otsonikerroksen merkittävä väheneminen havaittiin 1980-luvun alussa. Tämä oli edellytys Montrealin pöytäkirjan allekirjoittamiselle. Tähän mennessä 196 maata on ratifioinut Montrealin pöytäkirjan, jonka Yhdistyneiden Kansakuntien entinen pääsihteeri Kofi Annan on kutsunut kaikkien aikojen menestyksekkäimmäksi kansainväliseksi ympäristösopimukseksi.
