Ozon je naravni plin v sledovih v Zemljini atmosferi. V nižjih atmosferah ozon pomaga ujeti toploto, da ohranja zemljo toplo. V zgornji atmosferi ima še pomembnejšo vlogo s filtriranjem škodljivih ultravijoličnih (UV) žarkov sonca. Prekomerna izpostavljenost UV-žarkom uničuje kožne celice, povzroča raka in sive mrene ter lahko privede do makularne degeneracije. Brez zaščitnega ozonskega plašča na zemlji ne bi bilo življenja, kot ga poznamo. Zaradi tega so bili znanstveniki in okoljevarstveniki po vsem svetu zelo zaskrbljeni zaradi odkritja velike luknje v ozonu nad Antarktiko.
Umetne klorofluoroogljikove (CFC) spojine, klor in brom se pripisujejo ustvarjanju luknje v ozonu. CFC, ki se uporablja v aerosolnih izdelkih, klimatskih napravah in hladilnih napravah, je bil v 108-ih prepovedan v 1980 državah; vendar se še naprej sproščajo v ozračje iz starejših izdelkov, ki so še v uporabi. Poleg tega strokovnjaki ocenjujejo, da približno polovica broma v ozračju izvira iz človeške uporabe, skupaj s skoraj vsem klorom.
CFC se dvignejo v ozračje in se zaradi izpostavljenosti drugim spojinam, ekstremnemu mrazu in sončni svetlobi pretvorijo v atome klora. Atomi klora spremenijo molekule ozona v kisik. Težava je v tem, da kisik, čeprav je v nižji atmosferi dober za dihanje, ne filtrira UV žarkov. CFC učinkovito “odprejo okno” v našem zaščitnem ozračju. To okno v ozonu se gradi nad Antarktiko.
Ta oddaljena regija se morda zdi čudno mesto za luknjo v ozonu. Antarktika ni naseljena z nobenim stalnim človeškim bitjem in ostaja nedotaknjena. Zakaj luknja ni na močno poseljenih območjih, kjer je znano, da so CFC in druge emisije toplogrednih plinov visoke? Izkazalo se je, da je odgovor povezan z rotacijo Zemlje in drugimi klimatskimi dejavniki.
Prvič, vrteče se gibanje Zemlje zagotavlja, da se vsi plini ali emisije, ki se sproščajo v zrak, bodisi naravni ali umetni, bolj ali manj enakomerno porazdelijo po troposferi ali nižji atmosferi v obdobju približno enega leta. Po podatkih Agencije za varstvo okolja (EPA) traja od dveh do petih let, da se ti plini razširijo v in po vsej stratosferi ali zgornji atmosferi. Od tu naprej pride podnebje v igro v spreminjajoči se kemiji CFC in njihovi vlogi pri ustvarjanju luknje v ozonu.
Pozimi nagnjena zemeljska os preprečuje, da bi sončna svetloba sijala na južni pol. To povzroči, da temperature v ozračju nad Antarktiko padejo na -108 ° Fahrenheita (-78 ° Celzija). Hladen zrak, ki se spušča z južnega tečaja, ustvarja “zimski vrtinec” krožečih vetrov v srednjih zemljepisnih širinah nad Antarktiko, ki deluje kot ogromen vrtinec. To učinkovito prepreči mešanje ozona nad Antarktiko z večjim atmosferskim bazenom planeta.
Ker se temperature v zimi brez sonca še naprej znižujejo, se nad Antarktiko začnejo oblikovati polarni stratosferski oblaki (PSC) ali oblaki ledenih kristalov dušikove kisline. Spojine CFC se zbirajo na teh ledenih kristalih in se združujejo s spojinami dušikove kisline, ki CFC pretvorijo v bolj aktivne oblike klora. Te spojine nastajajo v dolgi zimski sezoni.
Ko pride pomlad in sončna svetloba udari v oblake, UV sevanje razdeli matično lodo klorovih molekul na visoko aktivne atome klora. Vsak atom klora lahko uniči ogromno količino molekul ozona in jih pretvori v kisik. Rezultat je pobegni proces, ki požre zaščitne pline in ustvari ogromno luknjo v ozonu.
Znanstveniki vsako leto spremljajo luknjo, ko se sezonsko širi in krči. Leta 2005 je luknja v ozonu merila osupljivih 10 milijonov kvadratnih milj (25,899,881 kvadratnih kilometrov), kar je približno trikrat več kot ZDA. Šele leto 2003 je premagalo ta dvomljiv rekord z luknjo, ki je merila 11 milijonov milj.
Ko se letni časi spremenijo in se vrtinec umiri, zgornja površina preneha biti izolirana, temperature se dvignejo, odprtina v ozonu pa se zmanjša. Vendar znanstveniki zdaj verjamejo, da se luknja morda ne bo popolnoma popravila do leta 2065. Manj poškodovan ozon nad severnim tečajem naj bi se zacelil do približno leta 2040.
Čeprav je morda spodbudno, da imamo napovedno lestvico za obnovo luknje v ozonu, obstaja še ena skrb. Tanjšanje ozona poteka s hitrostjo nekaj odstotkov na leto, najbolj opazno na srednjih zemljepisnih širinah planeta. Medtem ko se znanstveniki trudijo razumeti ta pojav, so ljudje izpostavljeni povečanemu tveganju za nastanek raka zaradi večje izpostavljenosti UV žarkom, tako zaradi tanjše zaščitne atmosferske odeje kot zaradi ozonske luknje. Te zapletene razmere so tudi tesno povezane z globalnim segrevanjem.