Freony niszczące warstwę ozonową mogą powrócić pod koniec XXI wieku

Globalne oceany przygotowują się do spryskiwania naszych twarzy lakierem do włosów z lat 80. Chlorofluorowęglowodory (CFC) [ inaczej freony], chemikalia w aerozolu, które wydarły dziurę w ochronnej warstwie ozonowej Ziemi w ciągu lat ich masowej produkcji, powrócą pod koniec XXI wieku w procesie przyspieszonym przez zmiany klimatyczne – twierdzą naukowcy.

Protokół Montrealski zakazał stosowania CFC na całym świecie w 1987 roku, po tym, jak naukowcy odkryli, że CFC uszkodziło warstwę ozonową, która chroni życie na Ziemi przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym. Protokół Montrealski w większości zadziałał – poziomy CFC w atmosferze gwałtownie spadły w ostatnich dziesięcioleciach, a warstwa ozonowa zaczęła się naprawiać. Ale wszystkie te CFC już uwolnione do atmosfery musiały gdzieś się podziać. A dla wielu z tych cząsteczek to gdzieś było oceanem.

Nowe badanie przewiduje, że gdy poziom CFC w atmosferze spadnie, a oceany się ocieplą, niektóre z tych utajonych pożeraczy ozonu wylądują z powrotem w powietrzu – prawie tak, jakby jakiś kraj zdecydował się ponownie je emitować.

Dzieje się tak, ponieważ ocean i atmosfera zwykle pozostają w równowadze. Kiedy atmosfera zawiera dużo cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie, takich jak CFC, oceany wysysają ich część. A kiedy oceany mają dużo tej samej cząsteczki, ale atmosfera nie, mają tendencję do uwalniania jej z powrotem w powietrze. Ponieważ świat przestał produkować CFC, poziomy CFC w atmosferze spadły, a oceany coraz mniej CFC pochłaniają z powietrza. W końcu równowaga się przechyli, a oceany staną się emiterami CFC. Zmiana klimatu ogrzewa oceany, co zmniejsza ilość CFC, które może pomieścić galon wody oceanicznej, przyspieszając ten proces. To nowe badanie pokazuje, kiedy wszystkie te czynniki powinny się połączyć i zmienić oceany z gąbek CFC w emitery CFC.

„Zanim dożyjemy do pierwszej połowy XXII wieku, będzie dość duży strumień [CFC] wychodzący z oceanu, będzie to wyglądać jakby ktoś oszukiwał Protokół Montrealski, ale może to być po prostu to, co będzie wydobywać się z oceanu”- powiedziała współautorka badania i naukowiec z MIT, Susan Solomon w oświadczeniu.

CFC to syntetyczne związki, które składają się z atomów węgla związanych z atomami chloru i fluoru. Ponieważ są obojętne, niepalne i nietoksyczne, CFC były używane jako substancje chłodzące, pojemnik z aerozolem i innych artykułach gospodarstwa domowego i przemysłowych w drugiej połowie XX wieku. Po pierwszym wprowadzeniu CFC, wydawała się bezpieczna alternatywa dla trującego amoniaku i łatwopalnego butanu. Jednak naukowcy ujawnili, że CFC mają tendencję do rozkładania się po uwolnieniu do atmosfery, emitując chlor, który reaguje z cząsteczkami ozonu – z których każda składa się z trzech połączonych atomów tlenu – powodując rozpad ozonu.

Powolna naprawa warstwy ozonowej to jeden z największych światowych sukcesów w dziedzinie ochrony środowiska wszechczasów, często twierdzą ekolodzy. Jednak naukowcy biorący udział w nowym badaniu wykazali, że tak wielki sukces doprowadził do spadku zawartości CFC w atmosferze, co może wkrótce spowodować uwolnienie wchłoniętych przez oceany CFC.

Kiedy atmosfera wypełnia się rozpuszczoną w wodzie substancją chemiczną, taką jak CFC lub nawet dwutlenkiem węgla, na znacznie wyższych poziomach niż ten występujący w oceanie, morza mają tendencję do wchłaniania tej substancji chemicznej, dopóki stężenia morskie i powietrzne nie osiągną równowagi. (Szczegóły tego salda różnią się w zależności od związku).

Autorzy nowego artykułu skupili się na CFC-11, jednym z kilku rodzajów CFC objętych Protokołem Montrealskim. Autorzy oszacowali, że około 5% do 10% wszystkich CFC-11, jakie kiedykolwiek wyprodukowano i wyemitowano, trafiło do oceanów. A ponieważ poziomy CFC-11 w atmosferze pozostawały do ​​tego momentu znacznie wyższe niż poziomy CFC-11 w oceanach, pomimo redukcji wynikających z Protokołu Montrealskiego, większość tego, co zostało wchłonięte, pozostało na miejscu.

Ale używając dokładnych modeli zachowania oceanów i produkcji CFC (rzeczywistych i oczekiwanych) w latach 1930-2300, naukowcy wykazali, że już w roku 2075 poziomy CFC-11 w atmosferze spadną tak bardzo, że oceany uwolnią więcej niż pochłoną. A do 2145 roku oceany wypuszczą tak dużo CFC-11, że – gdyby nie nasza wiedza – można by to zinterpretować jako złamanie Protokołu Montrealskiego.

Zmiana klimatu przyspieszy ten proces. Zakładając, średnie globalne ocieplenie o 9 stopni Fahrenheita (5 stopni Celsjusza) do 2100 roku, napisali autorzy badania, oceany mogą przejść od pochłaniania do emitowania CFC-11 dziesięć lat wcześniej niż oczekiwano. (Pięć stopni ocieplenia byłoby wyższe niż cele wyznaczone w planowaniu międzynarodowym, takim jak Porozumienie Paryskie).

„Ogólnie rzecz biorąc, chłodniejszy ocean wchłonie więcej CFC” – powiedział główny autor i badacz z MIT, Peidong Wang. „Kiedy zmiana klimatu ogrzewa ocean, staje się on słabszym zbiornikiem [gąbką do przechowywania CFC], a także nieco szybciej się odgazowuje”.

Dalsze badania powinny oferować dokładniejszy obraz tego, jakiej dokładnie intensywności oceanicznych emisji CFC można się spodziewać oraz kiedy ta emisja nastąpi. Samo “ukrywanie” w oceanie CFC-11 nie wystarczy, aby uchronić warstwę ozonową, ale może dać warstwie ozonowej więcej czasu na naprawę.

Badanie zostało opublikowane 15 marca w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.

Źródła: Rafi Letzter

On the effects of the ocean on atmospheric CFC-11 lifetimes and emissions

Zdjęcia: NASA’s Goddard Space Flight Center

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x