Δευτέρα, 30 Μαρτίου 2009

επιστροφή
ΤΡΥΠΑ ΟΖΟΝΤΟΣ
Όπως είναι γνωστό η Γή περιβάλλεται από τήν ατμόσφαιρά της η οποία αποτελείται από διάφορα στρώματα, αναλόγως μέ τήν σύστασή τους καί τίς συνθήκες πού επικρατούν. Έτσι τό πρώτο στρώμα είναι η Τροπόσφαιρα στήν οποία διαμορφώνεται ουσιαστικά ο καιρός, αφού εδώ γεννιούνται καί πεθαίνουν τά διάφορα καιρικά φαινόμενα όπως τά σύννεφα, η βροχή, τό χιόνι κ.λ.π. Πάνω απ' αυτή σέ ύψος 10.000 μέτρα περίπου αρχίζει η Στρατόσφαιρα, η οποία εκτείνεται μέχρι τά 40.000 μέτρα περίπου. Τό ενδιαφέρον πού παρουσιάζει αυτό τό στρώμα τό οφείλει κυρίως στήν ύπαρξη τού Όζοντος. Τό Όζον είναι κατά κάποιο τρόπο ένα είδος Οξυγόνου, αφού τό μόριό του απαρτίζεται από τρία άτομα Οξυγόνου αντί δύο πού συνιστούν τό μόριο τού Οξυγόνου. Τό στοιχείο αυτό σχηματίζει ένα λεπτό επί μέρους στρώμα στήν Στρατόσφαιρα (μεταξύ 19000 καί 30000 μέτρα) πού είναι πιό λεπτό πάνω από τίς τροπικές περιοχές καί πιό παχύ πάνω απ' τίς πολικές καί λέγεται Οζονόσφαιρα ή στρώμα Chapman. Η ποσότητα τού Όζοντος μετρείται σέ μονάδες Dobson (DU) καί μιά τυπική του τιμή είναι 260 DU πάνω απ' τίς τροπικές περιοχές, άν καί υπάρχει μεγάλη εποχική καί υψομετρική διακύμανση. Τό Όζον δημιουργείται μέ τήν επίδραση τής υπεριώδους ακτινοβολίας (UV) σέ μόρια Οξυγόνου, οπότε μιά σειρά αντιδράσεων λαμβάνει χώρα γνωστών καί ως Αντιδράσεις Chapman. Αρχικά τό μόριο τού Οξυγόνου διασπάται στά δύο άτομά του τά οποία εν συνεχεία αντιδρούν μέ άλλα μόρια Οξυγόνου καί συνθέτουν μόρια Όζοντος. Ευνόητο είναι ότι οι ψηλότερες περιοχές είναι πιό πλούσιες σέ Όζον απ' ότι οι χαμηλότερες αφού η δράση τών υπεριωδών ακτίνων ανακόπτεται, καθώς αυτές απορροφώνται απ' τά πυκνότερα χαμηλότερα στρώματα. Οι ίδιες ακτίνες προκαλούν καί τήν καταστροφή τού Όζοντος, αφού όταν πέφτουν πάνω του τό διασπούν στά εξ ών συνετέθη επιβάλλοντας έτσι ένα ισοζύγιο Όζοντος πού καταστρέφεται καί Όζοντος πού δημιουργείται μέ συνέπεια η περιεκτικότητα αυτού στήν ατμόσφαιρα να παραμένει κατ' αρχήν σταθερή καί περίπου 10 ppm (μέρη ανά εκατομμύριο). Η ποσότητα τού Όζοντος είναι τέτοια πού άν συγκεντρωνόταν κοντά στό έδαφος σέ θερμοκρασία 0 βαθμούς Κελσίου καί πίεση 1ατμόσφαιρα, θά σχημάτιζε ένα στρώμα πάχους 3 χιλιοστών.
Η εικόνα δείχνει μιά νοητή στήλη στήν ατμόσφαιρα υπεράνω μιάς περιοχής τού Καναδά. Τό ποσό τού όζοντος πού περιέχεται σ' αυτήν τήν στήλη μετρείται σέ μονάδες Dobson (DU). Άν αυτό τό όζον αναγόταν σέ 0 βαθμούς Κελσίου καί 1 ατμόσφαιρα πίεση θά σχημάτιζε ένα στρώμα πάχους μόλις 3 χιλιοστών. Πάχος 0.01 χιλιοστών αντιστοιχεί σέ 1 μονάδα DU, επομένως τά 3 χιλιοστά αντιστοιχούν σέ 300 DU. Ο Dobson ήταν απ' τούς πρώτους επιστήμονες πού μελέτησε τό στρατοσφαιρικό όζον καί σχεδίασε τό φασματόμετρο Dobson, τό βασικό όργανο γιά τήν μέτρηση τού όζοντος απ' τό έδαφος
Τό "παράδοξο" είναι ότι ενώ τό Όζον κοντά στό έδαφος είναι επιβλαβές γιά τήν ανθρώπινη υγεία αφού συμβάλει στήν ρύπανση τού αέρα πρωταγωνιστώντας στήν δημιουργία τού περίφημου φωτοχημικού νέφους, εν τούτοις, ευρισκόμενο ψηλότερα στήν Στρατόσφαιρα, συμβάλλει στήν προστασία τής υγείας σέ βαθμό πού θά ήταν αδύνατη η επιβίωση χωρίς αυτό. Έτσι λειτουργώντας σάν αόρατο φίλτρο απορροφά κάποιες απ' τίς εξαιρετικά επικίνδυνες υπεριώδεις ακτίνες πού άν έφταναν στό έδαφος θά προκαλούσαν σοβαρές καταστροφές σέ φυτά, ζώα καί ανθρώπους. Συγκεκριμένα οι ακτίνες αυτές προκαλούν καρκίνο καί γήρανση τού δέρματος, καταρράκτη τών ματιών, εξασθένηση τού αμυντικού συστήματος τού ανθρώπινου οργανισμού κατά τών παθογόνων μικροβίων καί αύξηση τών μεταδοτικών ασθενειών. Καταστρέφουν επίσης τό φυτοπλαγκτόν καί τίς προνύμφες τών ψαριών. Επομένως εύκολα καταλαβαίνει κανείς γιατί η Οζονόσφαιρα ονομάζεται καί ασπίδα όζοντος. Μάλιστα έχει υπολογιστεί ότι κάθε μείωση τής περιεκτικότητας τού όζοντος κατά 10% ισοδυναμεί μέ αύξηση τών περιπτώσεων καρκίνου τού δέρματος κατά 300.000 παγκοσμίως. Μεγαλύτερο κίνδυνο διατρέχουν τά άτομα μέ ανοιχτόχρωμο δέρμα, μπλέ μάτια καί ξανθά μαλιά καί τά οποία παρά τίς καλοκαιρινές πολύωρες ηλιοθεραπείες ευκολότερα καίγονται παρά μαυρίζουν.
Τίς τελευταίες δεκαετίες πολύς λόγος γίνεται γιά τήν περιβόητη τρύπα τού όζοντος. Μετά μάλιστα τήν διαπίστωση τής βλαπτικής δραστηριότητας αυτού, πολλές κυβερνήσεις ανησύχησαν καί όλοι άρχισαν νά ενδιαφέρονται, επιστήμονες καί μή, γιά τό τί συμβαίνει μέ τήν φυσική αυτή ασπίδα τής βιόσφαιρας. Έτσι έγινε αντιληπτό ότι μερικές από τίς ανθρώπινες δραστηριότητες παράγουν κάποιους ρύπους πού καταστρέφουν τό όζον καί ανατρέπουν τό ισοζύγιο φυσικής παραγωγής καί φυσικής καταστροφής αυτού υπέρ τής τελευταίας. Επειδή μάλιστα η καταστροφή είναι επιλεκτική καί συμβαίνει κυρίως στήν στρατόσφαιρα κυρίως πάνω απ' τήν Ανταρκτική, η μείωση τής περιεκτικότητας τού όζοντος εκεί δίνει τήν αίσθηση τρύπας τής Οζονόσφαιρας, διά μέσου τής οποίας οι ανεπιθύμητες καί επιζήμιες υπεριώδεις ακτίνες φτάνουν στόν πλανήτη μας μέ όλες τίς προαναφερόμενες συνέπειες. Όταν λοιπόν λέμε τρύπα τού όζοντος εννοούμε περιοχή τής Στατόσφαιρας μέ κάτω τής συνήθους περιεκτικότητα σ' αυτό τό στοιχείο, λόγω ανθρωπίνων δραστηριοτήτων πού παράγουν ρύπους καταστρεπτικούς γι αυτό. Οι κυριότεροι απ' αυτούς τούς ρύπους είναι οξείδια τού αζώτου πού περιέχονται στά καυσαέρια αυτοκινήτων καί αεροπλάνων καί ενώσεις τού χλωρίου πού φέρουν τό όνομα χλωροφθοράνθρακες (CFC), χρησιμοποιούνται δέ ώς προωθητικά αερίων στά διάφορα σπρέι (αποσμητικά, εντομοκτόνα κ.λ.π.), στίς μονώσεις, στά ψυκτικά υγρά στά ψυγεία (Freon) καί τούς κλιματισμούς. Αυτές οι ενώσεις παραγόμενες μέ αντίστοιχες καθημερινές χρήσεις ή βιομηχανικές δραστηριότητες στήν επιφάνεια τού εδάφους, αρχίζουν νά ανεβαίνουν μέ ένα πολύ αργό ρυθμό καί μετά από 20 καί 30 χρόνια φτάνουν στήν στρατόσφαιρα όπου αρχίζουν τό οδυνηρό τους έργο. Έτσι εκεί ψηλά μέ τήν συνδρομή τής ηλιακής ακτινοβολίας ελευθερώνουν άτομα χλωρίου πού επιτίθενται κατά μορίων όζοντος αποσπώντας τους άτομα οξυγόνου καί διαλύοντάς τα. Τό κακό είναι ότι αυτές οι ενώσεις είναι εξαιρετικά σταθερές, επιζούν καθ' όλη τήν διάρκεια τού ταξιδιού τους, φτάνουν στήν Οζονόσφαιρα καί εκεί δρούν καταλυτικά. Δηλαδή ενώ αυτές καταστρέφουν τό όζον, οι ίδιες δέν καταστρέφονται καί η δράση τους αναπτύσσεται σέ εξαιρετικά μακροχρόνιους κύκλους.

Αυτή η διαδικασία καταστροφής τού όζοντος είναι πολύ έντονη πάνω από τήν Ανταρκτική καί κυρίως κατά τούς ανοιξιάτικους μήνες Σεπτέμβριο καί Οκτώβριο, λόγω τών χαμηλών θερμοκρασιών που επικρατούν πάνω απ' αυτή τήν ήπειρο τού Νοτίου Πόλου. Κατά τήν διάρκεια τού πολικού χειμώνα σχηματίζονται πάνω απ' τήν Ανταρκτική τά καλούμενα πολικά στρατοσφαιρικά σύννεφα (PSCs, Polar Stratospheric Clouds) σέ απίστευτα χαμηλές θερμοκρασίες, μικρότερες απ' τούς 80 βαθμούς κάτω απ' τό μηδέν, λόγω τού ισχυρού ανέμου μέ τό όνομα ανταρκτική δίνη (polar vortex) πού απομονώνει τήν ήπειρο απ' τόν υπόλοιπο κόσμο αποτρέποντας τόν θερμό αέρα απ' τίς τροπικές περιοχές νέ εισέλθει στήν περιοχή. Τά νέφη αυτά, πού είναι πλήρη παγοκρυστάλλων, έχει διαπιστωθεί ότι παίζουν σπουδαίο ρόλο στήν καταστροφή τού όζοντος αφού επ' αυτών κάθονται τά προϊόντα αποικοδόμησης τών φθοροχλωρανθράκων πού μέ γρήγορες αντιδράσεις οδηγούν στόν σχηματισμό μορίων νιτρικού οξέος καί χλωρίου τού οποίου τήν καταστρεπτική δράση προαναφέραμε. Γιά πρώτη φορά η καταστροφή τού όζοντος παρατηρήθηκε τό 1975 καί στά χρόνια πού ακολούθησαν άρχισε η δραματική του μείωση. Στήν δεκαετία τού '80 η καταστροφή συνεχίστηκε, η τρύπα συνεχώς μεγάλωνε καί τόν Οκτώβριο τού 1994 είχε μείνει η μισή ποσότητα όζοντος καί η τρύπα υπερκάλυψε τήν ήπειρο. Τόν χειμώνα τού 2000 κατέληξε νά είναι τριπλάσια σέ έκταση απ' τίς Η.Π.Α. καί έφτασε πολλές πόλεις στήν νότια Χιλή καί Αργεντινή.

Πολικά Στρατοσφαιρικά Νέφη
Τρύπα τού όζοντος στήν Ανταρκτική
Είναι πάντως άδικο. Ενώ οι μεγαλύτερες ποσότητες φθοροχλωρανθράκων παράγονται στίς ανεπτυγμένες χώρες τού Β. Ημισφαιρίου, εν τούτοις πλήττονται απ' τήν μείωση τού όζοντος περιοχές τού Ν. Ημισφαιρίου. Βεβαίως υπάρχει επέκταση τής καταστροφής σέ μικρότερο όμως βαθμό καί σέ περιοχές τού Β. Ημισφαιρίου. Έτσι απ' τά αποτελέσματα τού Ευρωπαϊκού προγράμματος "Θησέας" επιβεβαιώνεται η τάση μείωσης τού όζοντος στά μέσα γεωγραφικά πλάτη καί τών δύο ημισφαιρίων μέ εντονότερη τήν τάση αυτή τόν χειμώνα καί τήν άνοιξη. Η Μεσόγειος, συμπεριλαμβανομένης τής Ελλάδος, ανήκουν στήν ζώνη υψηλού κινδύνου καί είναι ιδιαίτερα ευάλωτες στήν μείωση τού όζοντος λόγω μεγάλης ηλιοφάνειας. Κατά τό Κέντρο Χαρτογράφησης τού Όζοντος τών Ηνωμένων Εθνών οι τιμές όζοντος μειώνονται σταθερά κατά 5% ανά δεκαετία, ενώ στήν χώρα μας η αύξηση τών επιβλαβών υπεριωδών ακτίνων κατά τά τελευταία 20 χρόνια έφτασε τό 18%. Κατά τήν διάρκεια τών πέντε πιό κρύων χειμώνων από τό 1993 έως τό 1997 υπήρξε μείωση τών τιμών όζοντος πάνω απ' τήν Αρκτική καί εξασθένηση τής προστατευτικής ασπίδας αυτού γιά πολλές περιοχές τής Ευρώπης. Σύμφωνα μέ τούς επιστήμονες τό πρόβλημα είναι πολύ πιό ήπιο στό Β. Ημισφαίριο χάρις στήν ύπαρξη μεγάλων ορεινών όγκων, όπως τά Ιμαλάϊα, καί γενικότερα η κατανομή τής στεριάς υπέρ αυτού, ενώ στό Ν. Ημισφαίριο είναι περισσότερες οι θάλασσες. Έτσι αυτή η κατανομή σέ στεριά καί θάλασσα οδηγεί στήν δημιουργία κυματισμών κατ' αρχήν στήν Τροπόσφαιρα τού Β. Ημισφαιρίου, πού καλούνται κύματα πλανητικής κλίμακας ή μακρά κύματα. Τά κύματα αυτά διαδίδονται πρός τά πάνω καί θερμαίνουν τήν στρατόσφαιρα μέ τήν ενέργεια πού μεταφέρουν καί αποτρέπουν τήν δημιουργία τών πολικών στρατοσφαιρικών κυμάτων στήν Αρκτική, πού όπως προαναφέραμε διευκολύνουν τούς καταστροφείς τού όζοντος. Πάντως μέ τήν απειλούμενη κλιματική αλλαγή ενδεχομένως αλλάξουν τά πράγματα πρός τό χειρότερο καί γιά όλο τόν πλανήτη.
Στό διπλανό διάγραμμα απεικονίζεται η ποσότητα τού όζοντος μετρημένη σέ μονάδες Dobson (DU) σέ συνάρτηση μέ τά χρόνια. Συγκεκριμμένα αναφέρεται σέ μέσες μηνιαίες τιμές τών Οκτωβρίων τών αντιστοίχων ετών. Είναι εμφανής η δραστική μείωσή του από τήν δεκαετία τού '70 καί μετά.
Κυβερνήσεις καί επιστήμονες, έχοντες συνείδηση τού κινδύνου, οδηγήθηκαν στήν ενθαρρυντική συμφωνία τού Πρωτοκόλλου τού Μόντρεαλ τό 1987, σύμφωνα μέ τό οποίο θεσπίστηκαν περιορισμοί στήν παραγωγή χλωροφθορανθράκων καί τών άλλων επικίνδυνων ρύπων καί υπάρχει συνεχής προσπάθεια αναζήτησης νέων χημικών ενώσεων, πού καί τήν καθημερινή ζωή θά διευκολύνουν καί θά είναι ακίνδυνες γιά τό όζον. Ήταν μιά από τίς σπάνιες συνεργασίες όλων τών εθνών γιά τήν αναζήτηση λύσης σέ ένα παγκόσμιο πρόβλημα πού απειλεί τόν πλανήτη μέ αφανισμό. Έτσι τό 1994 διαπιστώθηκε καί η πρώτη ελπιδοφόρα μείωση τών χλωροφθορανθράκων χαμηλά στήν τροπόσφαιρα. Πάντως οι ρύποι, πού είχαν παραχθεί πρίν τήν εφαρμογή τών περιορισμών τού Πρωτοκόλλου, εξακολουθούν νά ανεβαίνουν μέ τόν βραδύτατο ρυθμό τους πρός τήν Στρατόσφαιρα καί ακόμα δέν έχουν αρχίσει τήν διαλυτική γιά τό όζον δράση τους. Η βελτίωση αναμένεται ν' αρχίσει μετά από κάποιες δεκαετίες καί εφ' όσον βεβαίως δέν υπάρξουν άλλοι αστάθμητοι παράγοντες, όπως η παγκόσμια κλιματική αλλαγή, πού θά ανατρέψουν τά μέχρι στιγμής δεδομένα.