Ozonas yra natūralios dujos, esančios Žemės atmosferoje. Žemutinėje atmosferoje ozonas padeda sulaikyti šilumą, kad žemė būtų šilta. Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose jis atlieka dar svarbesnį vaidmenį filtruodamas žalingus ultravioletinius (UV) saulės spindulius. Per didelis UV spindulių poveikis naikina odos ląsteles, sukelia vėžį ir kataraktą, gali sukelti geltonosios dėmės degeneraciją. Be apsauginio ozono sluoksnio žemėje nebūtų gyvybės, kokios mes ją žinome. Dėl šios priežasties mokslininkai ir aplinkosaugininkai visame pasaulyje buvo labai susirūpinę, kad virš Antarktidos ozone būtų atrasta didelė skylė.
Cheminiai chlorfluorangliavandenilių (CFC) junginiai, chloras ir bromas yra priskiriami prie ozono skylės atsiradimo. CFC, naudojami aerozoliniuose gaminiuose, oro kondicionieriuose ir šaldymo įrenginiuose, devintajame dešimtmetyje buvo uždrausti 108 šalyse; tačiau jie ir toliau patenka į atmosferą iš vis dar naudojamų senesnių gaminių. Be to, ekspertai apskaičiavo, kad apie pusę atmosferoje esančio bromo, taip pat beveik visą chlorą, yra sunaudota žmonėms.
CFC pakyla į atmosferą ir, veikiant kitiems junginiams, dideliam šalčiui ir saulės šviesai, virsta chloro atomais. Chloro atomai ozono molekules paverčia deguonimi. Problema ta, kad deguonis, nors ir gerai kvėpuoja žemesnėje atmosferoje, nefiltruoja UV spindulių. CFC efektyviai „atveria langą“ mūsų apsauginėje atmosferoje. Šis ozono langas yra virš Antarktidos.
Šis atokus regionas gali atrodyti kaip keista vieta ozono skylei. Antarktida nėra apgyvendinta jokių nuolatinių žmonių ir išlieka nesugadinta. Kodėl skylė nėra virš tankiai apgyvendintų vietovių, kuriose CFC ir kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas yra didelis? Pasirodo, atsakymas yra susijęs su žemės sukimu ir kitais klimatiniais veiksniais.
Pirma, žemės besisukantis judėjimas užtikrina, kad visos į orą išmetamos dujos ar emisijos, tiek natūralios, tiek žmogaus sukeltos, maždaug per metus pasiskirstytų daugiau ar mažiau tolygiai po visą troposferą arba žemesnę atmosferą. Aplinkos apsaugos agentūros (EPA) teigimu, užtrunka nuo dvejų iki penkerių metų, kol šios dujos pasklis į stratosferą arba viršutinę atmosferą. Iš čia klimatas pradeda veikti kintant CFC chemijai ir jų vaidmeniui kuriant skylę ozone.
Žiemą pakreipta žemės ašis neleidžia saulės spinduliams apšviesti Pietų ašigalio. Dėl to temperatūra atmosferoje virš Antarktidos nukrenta iki -108° Farenheito (-78° Celsijaus). Vėsus oras, besileidžiantis iš Pietų ašigalio, sukuria cirkuliuojančių vėjų „žiemos sūkurį“ vidurinėse platumose virš Antarktidos, veikiantį kaip didžiulis sūkurys. Tai veiksmingai pašalina ozoną virš Antarktidos nuo susimaišymo su didesniu planetos atmosferos baseinu.
Temperatūrai toliau mažėjant besaulės žiemą, virš Antarktidos pradeda formuotis poliariniai stratosferos debesys (PSC) arba azoto rūgšties ledo kristalų debesys. CFC junginiai kaupiasi ant šių ledo kristalų, susijungdami su azoto rūgšties junginiais, kurie paverčia CFC į aktyvesnes chloro formas. Šie junginiai susidaro per ilgą žiemos sezoną.
Kai ateina pavasaris ir saulės šviesa užklumpa debesis, UV spinduliuotė padalija chloro molekulių pagrindą į labai aktyvius chloro atomus. Kiekvienas chloro atomas gali sunaikinti didžiulį kiekį ozono molekulių, paversdamas jas deguonimi. Rezultatas yra bėgantis procesas, kuris suryja apsaugines dujas ir sukuria didžiulę skylę ozone.
Kiekvienais metais mokslininkai stebi skylę, kai ji sezoniškai plečiasi ir susitraukia. 2005 m. ozono skylė buvo stulbinančiai 10 milijonų kvadratinių mylių (25,899,881 2003 11 kv. km), arba maždaug tris kartus didesnė už JAV. Tik XNUMX metais buvo pasiektas šis abejotinas rekordas, kai skylė siekė XNUMX milijonų mylių.
Keičiantis metų laikams ir nurimus sūkuriams, viršutinė sritis nustoja būti izoliuota, pakyla temperatūra, o ozono anga susitraukia. Tačiau dabar mokslininkai mano, kad skylė gali visiškai atsitaisyti tik 2065 m. Mažiau pažeistas ozonas virš Šiaurės ašigalio turėtų užgyti maždaug 2040 m.
Nors gali džiuginti tai, kad turime nuspėjamą ozono skylės atsistatymo skalę, yra ir kitas susirūpinimas. Ozono sluoksnis mažėja kelių procentų per metus greičiu, labiausiai pastebimas vidutinėse planetos platumose. Nors mokslininkams sunku suprasti šį reiškinį, žmonėms kyla pavojus susirgti vėžiu dėl didesnio UV poveikio tiek dėl plonesnės apsauginės atmosferos antklodės, tiek dėl ozono skylės. Šios sudėtingos sąlygos taip pat glaudžiai susijusios su visuotiniu atšilimu.