Dziura ozonowa: dlaczego przyroda Antarktydy jest „parzona słońcem”

Co roku w warstwie ozonowej nad Antarktydą pojawia się dziura. Fot. Getty Images 

Dziura w warstwie ozonowej – ochronnej barierze gazu w górnej warstwie atmosfery – teraz utrzymuje się nad zamarzniętym kontynentem przez większość roku.

Uważa się, że główną przyczyną utraty ozonu jest ilość dymu pochodzącego z australijskich pożarów wynikających ze zmian klimatycznych.

Badanie zostało opublikowane w magazynie Global Change Biology.

Prof. Sharon Robinson, biolożka zajmująca się zmianami klimatycznymi z uniwersytetu w Wollongong powiedziała: „Kiedy mówię ludziom, że zajmuję się dziurą ozonową, oni odpowiadają: ‘a nie jest już z nią lepiej?’”.

Naukowcy twierdzą, że wzrok zwierząt może ucierpieć przez promienie UV. Fot. Getty Images 

Naukowcy pracujący na Antarktydzie odkryli dziurę w warstwie ozonowej w 1985 roku — poprzez zmierzenie stopnia promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi.

Odpowiedzialna za to była duża grupa substancji chemicznych zubożających warstwę ozonową – głównie CFC lub chlorofluorowęglowodory – które były stosowane jako czynniki chłodnicze. W 1987 r. każdy kraj zgodził się na wycofanie grupy środków chemicznych zubożających warstwę ozonową. Było to porozumienie znane jako Protokół Montrealski i uważane jest za najbardziej udany traktat środowiskowy w historii.

Warstwa ozonowa się regeneruje. „Ale jest dziura – obszar, w którym warstwa ozonowa jest uszczuplona – która pojawia się nad Antarktydą każdej wiosny” - wyjaśniła prof. Robinson, zastępca dyrektora uniwersyteckiego centrum badawczego Securing Antartica’s Environmental Future.

Ta utrata ozonu jest charakterystyczna dla kontynentu polarnego ze względu na reakcje chemiczne zachodzące w bardzo niskich temperaturach i wysokich chmurach atmosferycznych. Reakcje te rozkładają ozon, wytwarzając dziurę w warstwie.

Coroczne pojawienie się tej dziury zwykle przypada na wrzesień i październik, kiedy większość lądowych roślin i zwierząt jest bezpiecznie schowana pod pokrywą śnieżną, a zwierzęta morskie są chronione przez rozległy lód morski.

Latem na Antarktydzie zwierzęta są bardziej podatne na szkodliwe działanie promieni słonecznych. Fot. Victoria Gill 

Obecnie trwa do grudnia, czyli do późnego lata na Antarktydzie. „Wtedy zwierzęta będą wystawione na działanie słońca i najbardziej bezbronne” – powiedziała profesor Robinson.

Niektóre rodzaje promieniowania ultrafioletowego Słońca, zwane promieniami UVB, zwiększają ryzyko raka skóry i zaćmy u ludzi, ale badacze nie wiedzą jeszcze, czy to samo dotyczy ssaków i ptaków antarktycznych.

Jest prawdopodobne, że wszystko, co jest pokryte futrem i piórami – foki i pingwiny – będzie chronione – wyjaśniła profesor Robinson.

„Ale prawdopodobnie największym ryzykiem dla zwierząt antarktycznych jest uszkodzenie oczu”.

Stwierdzono, że rośliny antarktyczne, w tym mchy, wytwarzają własne związki chroniące przed słońcem. Fot. University of Wollongong 

W swoim artykule prof. Robinson i jej współpracownicy przeszukali wszystkie dostępne badania na temat wpływu promieni UV na rośliny i zwierzęta Antarktydy.

Znaleźli dowody na to, że mchy antarktyczne syntetyzują własne ochronne „związki przeciwsłoneczne”.

„A jeśli wkładają energię w filtry przeciwsłoneczne, poświęcają mniej energii na rośnięcie” – powiedział profesor Robinson. „Ochrona przeciwsłoneczna zawsze wiąże się z pewnymi kosztami”.

Istnieją również dowody na to, że kryl – małe i niezwykle liczne stworzenia morskie będące podstawą łańcucha pokarmowego Antarktyki – przemieszcza się w głąb oceanu, aby uniknąć promieni UV, które mogłyby mieć wpływ na wieloryby, foki, pingwiny i inne ptaki morskie, które się nimi żywią.

„Wiemy również, że fitoplankton, którym żywią się kryle, będzie musiał wytwarzać filtry przeciwsłoneczne, aby uniknąć uszkodzeń”, powiedział profesor Robinson.

Kryl antarktyczny zmienia swoje zachowanie przez promieniowanie UV. Fot. Pete Harmsen/Australian Antarctic Division 

Jednym z głównych powodów długowieczności dziury ozonowej jest ogromna skala i zasięg pożarów buszu w Australii w latach 2019 i 2020.

Jim Haywood, profesor nauk o atmosferze na Uniwersytecie w Exeter, powiedział, że rekordowy czas trwania dziury ozonowej w Antarktyce w ostatnich latach był „sygnałem alarmowym”.

„Społeczeństwo nie może być zadowolone z siebie z powodu naszych osiągnięć w walce z tym problemem” – stwierdził.

Jednak nadal istnieje wiele czynników opóźniających odzyskiwanie ozonu, w tym pożary i poważne erupcje wulkanów, które uwalniają cząsteczki napędzające reakcje pochłaniania ozonu, które już wyrządziły tak wiele szkód.

Profesor Robinson wyjaśnił, że niektóre proponowane eksperymenty z chłodzeniem klimatu – tak zwana geoinżynieria – proponują „tworzenie chmur” poprzez uwalnianie cząstek do górnych warstw atmosfery.

„To również zubożyłoby ozon, więc to zły pomysł” – powiedziała.

„Najlepszym, co możemy zrobić, aby pomóc Antarktydzie, jest przeciwdziałanie zmianom klimatycznym – jak najszybsze ograniczenie emisji dwutlenku węgla, abyśmy mieli mniej pożarów buszu i nie wywierali dodatkowej presji na odbudowę warstwy ozonowej”.