Földünk légkörének legfontosabb jellemzője a szabad oxigénmolekulák jelenléte. Mindannyian tudjuk, hogy az oxigén nagyon fontos számunkra, hiszen az élőlények energiatermelésének egyik alapvető összetevője. Azt már kevesebben tudjuk, hogy az oxigénmolekulák azért is fontosak, mert a magas légkörben elnyelik a Nap ultraibolya sugárzásának egy részét. Ily módon a talaj közelében a napsugárzás spektrumából hiányoznak a bioszféra számára halálos, ún. ultraibolya (UV-) sugarak.

A tudománytörténet egyik érdekessége, hogy a levegő összetételét csak alig több mint kétszáz éve, Lavoisier híres kísérletei (1780) óta ismerjük, míg a légköri ózon jelenlétét csak mintegy százötven éve fedezték fel.

A légköri ózon fölfedezése Schönbein német kutató nevéhez fuződik, aki 1840-ben észrevette, hogy elektromos kisülések alkalmával jellegzetes szagú gáz keletkezik, amelyet ózonnak nevezett el (ozein jelentése görögül "szagolni").

A légköri ózon jelentőségére az angol Hartley hívta föl először a figyelmet 1881-ben. Optikai mérések alapján föltételezte, hogy a napsugárzásból az UV-sugarak valószínuleg az ózon légköri jelenléte miatt hiányoznak.

Ózon a sztratoszférában

Az ózon légköri mennyiségét Dobson- féle muszerrel határozták meg. A végzett mérések kimutatták, hogy nem ott van az ózon többsége, ahol "kellene", nem ott volt a sok ózon, ahol legerősebben süt a Nap. Sôt, az Egyenlítőtől a sarkok felé haladva növekedett! Ez ráirányította a figyelmet arra, hogy a sztratoszférában jelentős a légáramlás, amely az Egyenlítő felett keletkező ózondús levegőt a sarkok irányába szállítja. Így derült fény arra, hogy az ózon a légköri dinamika fontos nyomjelző anyaga.

Ózonfogyasztók

[...] Az 1970-es évek második felében számos modellszámítást végeztek az emberi tevékenység ózonernyőre gyakorolt hatásának megbecslésére. Céljuk a jelen és a jövőben várható hatások kiszámítása volt. A számítások eredménye az lett, hogy kb. 1980-ig a sztratoszférikus ózon mennyisége 1-2 százalékkal csökken. Úgy tunt, hogy a tudásunkat illetően minden rendben van. Ám 1985-ben a Nature c. folyóiratban egy újabb tanulmány jelent meg, amely ismét forradalmat okozott.

Az ózonlyuk felfedezése

Az említett cikkben Farman és munkatársai az angol antarktiszti állomáson végzett méréseik alapján arról számoltak be, hogy az 1970-es évek elejétől a légköri ózon mennyisége egyenletesen csökkent, aminek mértéke az 1980-as évek elején elérte az 50 százalékot! Ez a bejelentés a légkörrel foglalkozó kutatók, sôt a közvélemény körében is hatalmas vihart kavart. Az amerikaiak ezután hatalmas nemzetközi (igazában amerikai) programokat szerveztek az ózonlyuk okainak kiderítésére.

Elméletük szerint a téli hónapokban az Antarktisz fölötti sztratoszférában hatalmas légköri örvény helyezkedik el, amely meggátolja az alacsonyabb szélességeken lévő levegővel való keveredést. Az örvény által körülzárt levegőben a hőmérséklet igen alacsony, így jégkristályok keletkeznek, amelyek elnyelik a sósav- és klór-nitrát-molekulákat. A kristályok felületén a két anyagból salétromsav és kétatomos klór keletkezik. A salétromsav a kristályban marad, míg a klór a levegőbe kerül. Tavasszal, amikor megjelenik a napsugárzás, a kétatomos klór atomos klórra bomlik, amely intenzíven kivonja az ózont a levegőből.

Változások a kémiai iparban

A légköri ózonkutatás századunk tudománytörténetének izgalmas fejezete, s számos, a tudományos kutatás szempontjából fontos tanulság levonását teszi lehetővé. Ez az első eset a légkörtudomány történetében, hogy eredményei az ipar, nevezetesen a vegyipar bizonyos szektorának az átalakulását okozták. A fejlett országokban ugyanis gyakorlatilag megszunt a freonok előállítása, ill. felhasználása és ún. helyettesítő anyagokat állítanak elô, illetve forgalmaznak. Ezek az anyagok a légköri ózon szempontjából jóval kevésbé veszélyesek. Egyéb esetleges környezeti hatásaikról azonban keveset tudunk.

A légköri ózonkutatások másik, örvendetes következménye, hogy a tudományok történetében először, légköri kutatásokat Nobel-díjjal ismertek el. 1995-ben a kémiai Nobel-díjat a légköri ózon megismerése területén végzett kiemelkedő munkájukért megosztva Paul Crutzen, Sherry Rowland és Mario Molina kapták.

Most már csak az kérdés, hogy lesznek-e további meglepetések?

Vissza a tartalomjegyzékhez