Logo DBNL
Streven. Vlaamse editie. Jaargang 55 (1987-1988)

Streven. Vlaamse editie. Jaargang 55

(1987-1988)– [tijdschrift] Streven. Vlaamse editie–rechtenstatus Auteursrechtelijk beschermd

Vorige Volgende

Het gat in de ozonlaag
Planetaire luchtvervuilig?
Henk Jans

Onder de titel Continentale luchtvervuiling brachten wij zes jaar geleden1 de inmiddels overvloedig gecommentariëerde zure regen ter sprake. Het ging daar over de weerslag van chemische luchtvervuiling op de kwaliteit van de neerslag in gebieden die honderden tot een paar duizend kilometer van de vervuilingsbron verwijderd (kunnen) zijn. De wetenschappelijke verklaring van dit blijkbaar zeer ingewikkeld fenomeen is nog steeds niet helemaal rond: praktische (technische, juridische, politieke...) maatregelen om het zorgwekkend proces te keren kwamen niet of nauwelijks van de grond. Intussen maakt men zich alweer zorgen om een andere verstoring in de atmosfeer: de jongste twintig jaar constateert men een continue afname van het ozongehalte van de stratosfeer boven het zuidpoolgebied, bij het begin van de antarctische lente (september-oktober). Een volledig sluitende verklaring daarvan staat nog veel minder vast. Volgens de waarschijnlijkste hypothesen zouden we te maken hebben met een (eveneens door de mens veroorzaakte) vervuiling van de stratosfeer die zich zou manifesteren over afstanden van duizenden tot tienduizenden km van de vervuilingshaarden vandaan. En daarom de ondertitel, in vraagvorm: planetaire luchtvervuiling?

Ultraviolette straling en het leven op aarde

Het leven op aarde teert (vrijwel) geheel en sinds honderden miljoenen jaren op de stroom van zonne-energie die, in de vorm van elektromagnetische straling van verschillende golflengten, via de aardse dampkring het aardoppervlak - oceanen en continenten - bereikt. Van het zeer brede spectrum van de zonnestraling dringt evenwel slechts een smalle ‘band’ tot op de aarde door. Zo gewaagt men van het ‘optisch venster’ in de atmos-

feer, dat het zichtbaar licht doorlaat. Voor de gedetailleerde behandeling van de voor ons onderwerp relevante fenomenen gebruiken we hier doorlopend de zeer kleine maateenheid van de Angström (A) (één A = 10-8 cm, of 10-7 mm).

Het vertrouwde, voor het menselijke oog zichtbare spectrum strekt zich uit van ongeveer 7.800 A (rood) tot 3.800 A (violet). Voorbij het rode uiteinde bevindt zich het gebied van de infrarode (warmte)straling, die met name door de aarde zelf wordt uitgestraald. Dankzij de weerkaatsing ervan door waterdamp en koolzuurgas (CO2) in de atmosfeer ontstaat het zo geheten broeikaseffect, dat de permanente én getemperde opwarming van de biosfeer bezorgt, welke voor het verloop van alle levensverschijnselen gewoon onmisbaar is. Aan gene zijde (ultra) van het nog zichtbare violet bevindt zich het domein van het ultraviolet (voortaan UV) waarin men, juist met betrekking tot de invloed ervan op het leven én de doorlaatbaarheid van de atmosfeer, vier banden onderscheidt. De eerste band (3.800 A tot 3.200 A) vertegenwoordigt een relatief zachte UV-straling, die door de levende organismen behoorlijk verdragen en/of zelfs gebruikt wordt: het gezichtsapparaat van insekten als b.v. honingbijen blijkt die ‘kleur’ waar te nemen. De tweede band (3.200 A tot 2.800 A) is een overgangszone, waarbinnen de UV-straling een deels nuttige en deels al schadelijke werking kan hebben: ze bezorgt b.v. de pigmentatie van de menselijke huid maar kan tevens erythema (zonnebrand) veroorzaken, vooral in de buurt van 2.950 A2. De derde band (2.800 A tot 2.100 A) wordt terecht het abiotische ultraviolet genoemd: deze straling is (met een maximale efficiëntie in de buurt van 2.600 A) ronduit schadelijk en letaal, doordat zij de celkernen en het DNA vernietigt3. De vierde band strekt zich uit van 1.850 A tot waar het ultrakorte UV (in de buurt van 300 A) vanzelf overgaat in ‘zachte’ X-stralen. Men noemt deze band het vacuum-UV, omdat deze UV-straling al zo sterk door (in de lucht van onze laboratoria aanwezige) zuurstof geabsorbeerd wordt, dat ter plekke opgewekt UV van deze golflengten alleen in vacuo door middel van een ‘luchtledige’ spectrograaf bestudeerd kan worden.

Waar nu het UV van de eerste twee banden geheel of ten dele door de atmosfeer wordt doorgelaten, wordt de UV-straling van nog kortere golflengten zo verregaand door de atmosfeer geabsorbeerd dat ze letterlijk

onschadelijk wordt gemaakt. En die gelukkige omstandigheid dankt het leven op aarde hoofdzakelijk aan de in de aardse dampkring overvloedig aanwezige zuurstof, die er in vier vormen voorkomt: zuurstofionen (O-), zuurstofatomen (O), di-atomaire zuurstof moleculen (O2) en tri-atomaire ozonmoleculen (O3). De ionisatie van zuurstofatomen tot -ionen absorbeert het ultrakorte UV tot 910 A. Bij de dissociatie van 02-moleculen tot afzonderlijke O-atomen wordt, daarbij aansluitend, het UV tot 1.850 A grotendeels geabsorbeerd. De voortdurende ontbinding van ozon absorbeert het hierboven vermelde abiotische UV tussen 2.100 A en 2.950 A. Het onschadelijke naburige UV sluit (vanaf 3.000 A) zonder hiaat aan bij het optische venster van het zichtbaar licht en wordt grotendeels doorgelaten.

Daarmee hebben wij in grote lijnen de toestand beschreven waarin het leven op aarde zich thans, na een honderden miljoenen jaren oude evolutie, bevindt. Volgens de gangbare theorieën over ontstaan en ontwikkeling van het aardse leven was de aanvangstoestand volkomen anders: in de oeratmosfeer, zo'n 4 miljard jaar geleden, zou (vrijwel) geen vrije zuurstof voorhanden zijn geweest. Zeer talrijke laboratoriumproeven toonden aan dat juist de zeer sterke UV-straling die in die veronderstelling het aardoppervlak bereikte, de vorming van vele organische verbindingen (langs abiotische weg) bewerkt en bevordert. Die gelden als het voedselmilieu en/of de elementaire bouwstenen, met behulp waarvan de eerste, primitieve levende cellen zich zouden gevormd hebben. Maar aangezien die UV-straling tegelijk een destructieve werking kon uitoefenen, zouden dergelijke pre-biotische organische syntheses en het primitieve leven zelf zeer lange tijd slechts mogelijk zijn geweest in een waterig milieu, in de oppervlaktelagen van de oceanen, waar enkele decimeters water volstaan om de UV-straling te absorberen en haar destructieve werking te neutraliseren. Pas nadat in dat milieu het nieuw energie-omzettingsproces van de fotosynthese door de groene planten ‘uitgevonden’ was, zou de samenstelling van de atmosfeer zich zo grondig gewijzigd hebben - door de voortdurende toename van vrije zuurstof - dat het leven op het land mogelijk werd en zich verder kon ontwikkelen. Als wij de paleontologische getuigen mogen geloven, is het leven inderdaad zeer lange tijd tot de oceanen beperkt gebleven. Ongeveer 3,8 miljard jaar geleden treffen wij de eerste organismen aan: organismen met fotosynthetisch vermogen (als wieren en algen) treden sinds 3,5 miljard jaar op. In alle geval worden de eerste landplanten pas in het Siluur (zo'n 400 miljoen jaar geleden) aangetroffen en volwaardige landdieren zijn van nog latere datum (op de grens van Devoon en Carboon, 350 miljoen jaar geleden). Pas vanaf het Krijt (135

miljoen jaar geleden) zou het huidige hoge zuurstofgehalte van de atmosfeer tot stand gekomen en bewaard gebleven zijn. In heel dat perspectief lijkt de vrees niet ongegrond dat het leven, zoals het zich vooral op het land en het laatste paar honderd miljoen jaar ‘onder de bescherming’ van de atmosfeer ontwikkeld en ontplooid heeft, op ernstige wijze aangetast of zelfs vernietigd zou kunnen worden, mocht de bescherming waaraan het zo lang gewend was, op korte tijd ten dele of geheel wegvallen.

Zuurstof en ozon in de huidige atmosfeer

Voor een goed begrip van de zuurstof-metamorfoses binnen de huidige atmosfeer moeten wij vooraf herinneren aan de globale structuur ervan én aan het grootschalig energie- en materietransport dat daarin plaats vindt. Wat de structuur betreft: op grond van de merkwaardige manier waarop de gemiddelde temperatuur van de atmosfeer met alsmaar stijgende hoogte verandert, onderscheidt men troposfeer en stratosfeer. De vertrouwde continue daling van de temperatuur met stijgende hoogte (denk maar aan het hooggebergte) loopt nl. niet onbepaald door, maar bereikt een keerpunt, waar ze eerst constant blijft, om dan opnieuw te gaan stijgen tot een maximum op ongeveer 50 km hoogte. Op een gemiddelde hoogte van 12 km - wisselend volgens de geografische breedtegraad en de seizoenen, van 18-16 km boven de evenaar tot 8-6 km boven de polen - neemt de temperatuur niet verder af: het scheidingsvlak waar de temperatuurafname ‘stokt’ heet - heel gepast trouwens - tropopause. Wat onder de tropopause ligt noemen we troposfeer, daarboven begint de stratosfeer. Wat het grootschalige energie- en materietransport betreft: in de evenaarszone vindt de grootste verhitting en verdamping plaats samen met de grootste vermenging van elementen van troposfeer en stratosfeer. Samen met een globale stroming en daling van die warme luchtmassa's van de evenaar naar de polen én een koude tegenstroom van de polen naar de evenaar ontstaan, in combinatie met de aardrotatie, hoofdzakelijk oostwest en west-oost gerichte winden, die de laterale verspreiding van energie en materie, om de aarde heen, bezorgen. Tussen haakjes: de ons van recente weerkaarten bekende straalstromen situeren zich juist in of nabij de tropopause, en cirkelen, op min of meer continue wijze en volgens een min of meer golvende lijn, in enkele dagen tijds, om de aardbol heen. Met deze informatie voor ogen gaan we de menigvuldige metamorfoses na die zuurstof in die atmosfeer doormaakt. Voorop komt het feit dat de aardse atmosfeer, vergeleken met die van de andere planeten van ons zonnestel-

sel, ongemeen rijk aan zuurstof is: zuurstof maakt ongeveer 21% ervan uit. Vervolgens weten wij dat, ten gevolge van de thermische (bewegings)energie van de luchtdeeltjes én de met stijgende hoogte alsmaar afnemende aantrekkingskracht van de aarde, het gasmengsel dat de atmosfeer is, langzaam en geleidelijk in de interplanetaire ruimte diffundeert. En dát heeft verstrekkende gevolgen, waarvan de best bekende zijn: met stijgende hoogte daalt de (barometer)druk, wordt de lucht alsmaar ijler en vermindert derhalve ook het zuurstofgehalte per volume-eenheid (denken we maar aan de ademhalingsmoeilijkheden van sommige atleten tijdens de Olympische spelen op de hoogvlakte van Mexico).

Tegelijk echter wordt die alsmaar ijlere atmosfeer blootgesteld aan een steeds breder spectrum van steeds sterkere UV-straling van de zon. Waar zuurstof in de troposfeer hoofdzakelijk voorkomt in de vorm van O2-moleculen, is ze, op 120 km hoogte door de sterke UV-straling al volkomen in O-atomen gedissocieerd, en zijn die op hun beurt, op 150 km hoogte, volkomen geïoniseerd (van hun buitenste elektronenmantel beroofd). In omgekeerde zin dichter bij de aarde komend treffen we, vanaf 60 km hoogte, O-atomen naast O2-moleculen aan: daar begint zich (dankzij een nog in detail te behandelen proces) ozon te vormen. Die ozonproduktie loopt door tot aan de tropopause, maar is maximaal op een gemiddelde hoogte van 25 km. Het is juist de (bij de voortdurende ontbinding van het gevormde ozon) vrijkomende thermische energie, die aan de bovenste grens van de ozonlaag blijft steken en daar de boven vermelde maximale opwarming op 50 km hoogte bewerkt.

Daarmee is het grote woord ozonlaag gevallen. Dat begrip vraagt wel om enige verheldering, vooral wanneer men stelt dat die laag slechts enkele mm dik is. Dat is een wijze van spreken: balt men de hele aardse dampkring in gedachte samen tot een ‘schil’, met een standaarddruk van één atmosfeer en een dito temperatuur van 26½ C, dan bekomt men een schil van 8 km dikte, waarin de ozonlaag inderdaad slechts een laagje van 3 tot 4 mm voorstelt. Om de variaties daarvan zo nauwkeurig mogelijk te volgen heeft men een nieuwe eenheid ingevoerd, de Dobson gelijk aan 1/100 mm (ozon). Een ozonlaag van 250 Dobson b.v. is dan 2,5 mm dik.

Ofschoon ozon hoofdzakelijk in de stratosfeer gevormd en verspreid wordt, kan het, tengevolge van hoog reikende mengprocessen, ook in de onderste lagen van de troposfeer doordringen: relatief hoge bedragen werden gemeten bij föhn, in dalende luchtstromingen in de lij van gebergten. Maar dicht bij de aarde gekomen valt dat ozon spoedig weer uiteen door zijn oxiderende werking op veelal overvloedig aanwezige, organische stoffen. Ozon wordt eveneens gevormd door elektrische ontladingen (als blik-

sems tijdens een om weer) maar valt om dezelfde reden spoedig weer uiteen. Dat is niet het geval met het ozon dat een belangrijke component blijkt te zijn van de beruchte ‘fotochemische smog’ in industriegebieden en gebieden met druk wegverkeer. Onder inwerking van het gewone zonnelicht op de stikstofoxiden en koolwaterstoffen van uitlaatgassen en andere verbrandingsprodukten, ontstaan aanzienlijke hoeveelheden ozon, welke in die omstandigheden ronduit hinderlijk en toxisch zijn4. Bij de mens verwekt het ozon van de smog stekende oogpijn, maar vooral de vegetatie ondervindt er schade van door bladvergeling, afbraak van de waslaag van de bladeren en van de celmembranen. Waar men aanvankelijk de schadelijke werking van de zure regen vrijwel uitsluitend toeschreef aan het zwavel- en salpeterzuur dat zich door de verbinding van waterdamp met zwavel- en stikstofoxiden gevormd zou hebben, vermoeden sommige deskundigen nu dat althans bepaalde gevallen van ‘Waldsterben’ op kalkrijke bodems (b.v. in de Duitse middengebergten) zouden te wijten zijn aan het ozon van de fotochemische smogs, waarvan de invloed zich zou laten gelden tot honderden km van de vervuilingsbron vandaan5.

Het mechanisme en zijn verstoring

Bij het onderzoek naar de oorzaken van de afname van het ozongehalte van de stratosfeer, zijn de eerste twee vragen die beantwoord moeten worden: hoe wordt het ozon daar gevormd en hoe kan het daar - althans tijdelijk en lokaal - afgebroken worden? Het antwoord op de eerste vraag is al lang en goed bekend; het antwoord op de tweede is nog ten dele onzeker maar neemt steeds vastere contouren aan.

We zagen reeds dat in de onderste tientallen km van de stratosfeer (vanaf 60 km hoogte) heel wat O-atomen naast O2-moleculen voorkomen, doordat de absorptie van UV van 1.600 tot 1.800 A de dissociatie van die moleculen bewerkt. De vrije O-atomen verbinden zich (door een desgevallend louter thermische reactie) met O2-moleculen in hun buurt om O3-moleculen van ozon te vormen. Maar dit ozon valt spoedig weer uiteen, door de absorptie van UV van 2.100 tot 2.950 A, in O2-moleculen en vrije

O-atomen. Zo'n vrij O-atoom kan zich derhalve opnieuw met een O2-molecule verbinden om ozon te vormen, dat op zijn beurt weer afgebroken wordt... en ga zo maar door. De voortdurende opbouw en afbraak van ozon leidt tot een dynamisch evenwicht, een ‘steady state’ met een permanent overschot van ozon dat volstaat om de boven vermelde ozonlaag in de stratosfeer te bestendigen. Om het met de vertrouwde chemische symbolen samen te vatten: O2 + UV → 2 O; O + O2 → O3; O3 + UV → O2 + O; O + O2 → O3...

Ofschoon de grootste ozonproduktie begrijpelijkerwijze boven de evenaar plaats vindt - tijdens de totale poolnachten wordt boven de polen tijdelijk zelfs géén ozon gevormd - worden de hoogste, gemiddelde ozonconcentraties in de stratosfeer toch niet dáár gemeten. Tengevolge van continue stromingen in de stratosfeer - van de evenaar naar de polen - is het gemiddelde ozongehalte juist boven de polen het grootst: ongeveer 450 Dobson boven de noordpool en ongeveer 380 boven de zuidpool.

Zo ziet of zag veeleer de situatie eruit... tot in 1956 de (aan de Hadley-baai gevestigde) British Antarctic Survey een gevoelige afname constateerde van het ozongehalte boven het zuidpoolgebied, nl. 325 Dobson. Spoedig bleek dat het allerminst een eenmalig fenomeen maar een nieuwe trend was die zich in steeds dezelfde (dalende) zin doorzette: in 1972 mat men nog slechts 280 Dobson, in 1984 slechts 180 Dobson, in 1985 slechts 150 Dobson, en in 1986 tenslotte 100 Dobson. Met recht en reden ging men gewagen van het gat in de ozonlaag.

Het ijverig speurwerk naar de oorzaken van die spektakulair snelle aftakeling van de ozonlaag wees als waarschijnlijkste hoofdschuldige de zogeheten CFK's of chloorfluorkoolstoffen aan, ook freonen genoemd. Dat zijn vluchtige, zeer bestendige (chemisch weinig reactieve) en onontvlambare verbindingen, die hoofdzakelijk gebruikt worden als koelmiddel, gasvulsel van schuimplastiek en drijfgas van spuitbussen... en die na of door het gebruik ervan, in de atmosfeer terechtkomen. De huidige jaarlijkse wereldproduktie van de meest gebezigde variëteiten (Cl3FC en Cl2F2C) ligt om en bij 910.000 ton. Het paradoxale gevolg van hun bedoelde, bestendige karakter is dat ze, met verloop van jaren, ongewijzigd, in alsmaar hogere lagen van de atmosfeer opstijgen en daar gemiddeld 75 tot 100 jaar lang kunnen verblijven voor ze voorgoed (dankzij hier niet nader besproken processen) uit de atmosfeer geëvacueerd worden. Aangekomen boven de zone met een maximaal ozongehalte, worden evenwel ook deze verbindingen ontbonden door de daar heersende, sterke UV-straling: daarbij komen chlooratomen vrij, die op een bijzonder efficiënte manier de ozonvorming ondermijnen.

Illustreren we het proces aan de hand van wat er gebeurt met de meest gebruikte freon, trichloorfluorkoolstof: Cl3FC. Onder inwerking van de UV-straling valt het uiteen in dichloorfluorkoolstof en chloor, zegge Cl2FC en Cl. Het chlooratoom reageert spontaan met een ozonmolecule, waarbij diatomaire zuurstof en chlooroxide wordt gevormd, zegge Cl + O3 → ClO + O2. Maar dit chlooroxide reageert zelf spontaan met in de buurt aanwezige O-atomen (het basismateriaal voor de vorming van ozon!), waarbij diatomaire zuurstof en (vrij) chloor worden gevormd, zegge ClO + O → Cl + O2. Het is een (nieuw) schoolvoorbeeld van een katalytisch proces: het door een enkele CFK-molecule vrij gemaakte chloor kan honderden keren na elkaar even zovele ozonmoleculen afbreken en tegelijk hun vorming verhinderen door vrije O-atomen af te snoepen van het nog te vormen ozon.

Over de ware omvang van de bijdrage van de CFK's tot de afbraak van de ozonlaag bestaan er in wetenschappelijke kringen nog grote meningsverschillen. Maar de jongste metingen (oktober 1987) van het chlooroxidegehalte boven het zuidpoolgebied (aan boord van Amerikaanse vliegtuigen, tussen 18 en 23 km hoogte verricht) wezen toch op concentraties die 500 maal hoger lagen dan de gemiddelden die op vergelijkbare hoogten elders in de stratosfeer aangetroffen worden. Een ‘circumstancial evidence’ die men moeilijk naast zich kan neerleggen.

Waarom dáár en dán?

De meest ingewikkelde en meest omstreden vraag in verband met het gat in de ozonlaag luidt: waarom treedt het juist op boven het minst vervuilde continent en wel bij het begin van de antarctische lente? De vele gissingen en hypothesen wijzen op een unieke samenloop van omstandigheden en oorzaken, die een illustratie zou zijn van het gezegde dat ‘de ketting het begeeft op de plaats van haar zwakste schakel’.

Van ouds is de opvallende asymmetrie bekend, in vrijwel elk opzicht, tussen het arctische en antarctische gebied. In geografisch opzicht: in het centrum van het noordpoolgebied ligt een grote, slechts ten dele bevroren oceaan, in het centrum van het zuidpoolgebied daarentegen een groot (9% van alle vasteland) continent, dat vrijwel geheel met een permanente kilometerdikke ijskap is bedekt. In biologisch opzicht: tussen 60o noorderbreedte en de noordpool liggen grote, met wouden of toendravegetatie

bedekte landmassa's6, die een nog vrij rijke, warmbloedige fauna herbergen en waar miljoenen mensen leven7; tussen 60o zuiderbreedte en het antarctische continent strekt zich een koude, door stormen geplaagde oceaan uit. De warmbloedige fauna is er alleen vertegenwoordigd door een veertigtal vogelsoorten (7 soorten pinguïns en andere ‘gewone’ zeevogels) en een kleine twintig zeezoogdieren als robben, zeehonden, walvissen... Er wonen (vrijwel) geen mensen. Vogels en zeezoogdieren voeden zich met de ongemeen rijke pelagische flora en fauna (o.m. de zeer overvloedige krill) van de zogeheten convergentiezone, tussen de 64e en 47e breedtegraad, waar de koude wateren uit het zuidelijk halfrond onder het warme water (afkomstig van de evenaarszone) terechtkomen.

De aparte biologische kenmerken van antarctica hebben natuurlijk alles te maken met uitzonderlijke klimatologische en meteorologische omstandigheden. Juist die zouden wel eens van doorslaggevend belang kunnen zijn voor de lokalisatie en het tijdstip van het gat in de ozonlaag. Vergeleken met het noordpoolgebied heeft het antarctische kortere en minder warme zomers en langere, koudere winters. Tijdens die koude winters vormen zich boven de zuidpool veel aanzienlijker en vooral bestendiger wolkenmassa's, die ver in de atmosfeer reiken en grote hoeveelheden stofdeeltjes en gassen letterlijk bevroren en gevangen houden. Tegelijk handhaaft zich, de grootste tijd van het (winterhalf)jaar op ongeveer 60o zuiderbreedte, een bestendig rond het poolgebied cirkelende luchtmassa, de zogeheten polaire wervel die de doorstroming van lucht uit de evenaarszone afremt en tijdelijk zelfs geheel blokkeert.

In het licht van deze gegevens ziet de hypothetische verklaring van het gat in ozonlaag eruit als volgt8. De sinds tientallen jaren steeds overvloediger tot in de hogere atmosfeer opgestegen CFK's (met hun nevenprodukten chloor en chlooroxide) zouden tijdelijk, gedurende de antarctische winter, grotendeels ‘werkloos’ in de boven vermelde wolkenmassa's opgesloten zitten; tegelijk echter zou de polaire wervel de aanvoer van ozon vanuit de evenaarszone verhinderen. Bij de aanvang van de antarctische lente zouden dan, onder invloed van de opkomende en voortgezette zonnestraling, grote hoeveelheden chloorverbindingen en chloor uit de wolken vrij

komen en plots in volle werking treden, terwijl de polaire wervel vooralsnog de bevoorrading met ozon vanuit de evenaarszone belet. Een dergelijk proces zou de (inderdaad geconstateerde) bruuske verdunningen van de ozonlaag moeten verklaren: met 0,6% tot 0,8% op één dag (in oktober) en ooit zelfs met 10% op 5 september 1987! Nadien zou dan dankzij het samenspel van drie processen - enige ozonvorming ter plekke, de verzwakking van de polaire wervel met hernieuwde aanvoer van ozon en de gelijkmatiger geworden afbraakactiviteit van de CFK's - het gat in de ozonlaag weer geleidelijk gedicht worden. Ook dat heeft men de afgelopen jaren telkens weer kunnen constateren: de ozonlaag herstelde zich, na oktober, tot normalere waarden van een paar honderd Dobson. De belangrijke rol van de polaire wervel wordt bevestigd door het feit dat aan de buitenrand van het gat in de ozonlaag, op ongeveer 60o zuiderbreedte, het ozongehalte opklimt tot de heel behoorlijke waarde van 380 Dobson. De opvallend versnelde afbraak van de ozonlaag sinds het einde van de jaren '70 wordt toegeschreven aan het cumulatief effect van de tientallen jaren voordien in de atmosfeer geloosde CFK's: wat er vanaf dat moment nog bijkwam zou de spreekwoordelijke druppel zijn die de emmer deed overlopen. Daarmee is een weinig bemoedigende consequentie verbonden: ook als men erin slaagt, op grond van internationaal bindende afspraken, de produktie en consumptie van CFK's te beperken of geheel uit te bannen, dan zullen de gevolgen van de bestaande chemische vervuiling nog enkele tientallen jaren aanhouden. Minstens even zorgwekkend is de nog open vraag: of de polaire wervel een recente wijziging dan wel een al oudere toestand voorstelt van het luchtcirculatiepatroon in het zuidelijk halfrond; wijziging of toestand die uiteraard onafhankelijk is van enige menselijke ingreep en beïnvloeding.

Wat nu?

Wat er in heel de ozonlaagkwestie op het spel staat, is treffend verwoord en samengevat door de Franse deskundige Gérard Mégie: ‘Het is werkelijk paradoxaal dat het meest spektakulaire effect van de CFK's zich voordoet boven het veruit minst bevolkte en minst vervuilde continent. Dat wijst er ongetwijfeld op dat wij te maken hebben met een planetair probleem. De natuur was zo vriendelijk (a eu le bon goût) ons te waarschuwen boven een gebied waar zich heel weinig levende wezens bevinden’ (Le Monde, 13 januari 1988, p. 21).

In september 1987 ondertekenden 23 landen te Montreal een akkoord dat

een aanzienlijke beperking van het gebruik van CFK's beoogt. Het zou vanf 1989 in werking treden: tegen het midden van de jaren '90 zouden de ontwikkelde landen de consumptie ervan ‘bevroren’ moeten hebben op het niveau van 1986 en tegen 1999 zou hun consumptie gehalveerd moeten zijn9.

Intussen werden 13 grote chemische bedrijven (waaronder Du Pont de Nemours, Hoechst, Akzo Chemie) het in januari 1988 te New York eens over een Program for Alternative Fluorcarbon Toxicity Testing, waarvoor zo'n 350 miljoen BF. is uitgetrokken om onderzoek te verrichten naar niet-toxische vervangingsprodukten van de CFK's. Bij het vaststellen van het niet-toxisch karakter van de eventuele vervangingsprodukten zal men wel op zijn hoede moeten zijn voor een te enge bepaling van hun onschadelijkheid. Van zogenaamd onschadelijke stoffen is maar al te vaak gebleken dat ze, op kortere of langere termijn, nu eens voorzienbare en dan weer volkomen onvoorzienbare schade aan het leefmilieu berokkend hebben.

De al beduidend oudere en versnelde afbraak van de ozonlaag boven Antarctica deed vanzelfsprekend vragen rijzen naar de staat van de ozonlaag in het noordelijk halfrond, waar toch de aanzienlijkste vervuiling (met CFK's) moet plaats gevonden hebben. Op die vragen kwam, in maart van dit jaar, een eerste, nog fragmentarisch en druk bediscussieerd antwoord in de vorm van een te Washington gepubliceerd rapport, geredigeerd onder leiding van R. Watson van de NASA in internationale samenwerking met meer dan 100 deskundigen en instanties als de WMO (World Metereological Organisation) en het UNEP (United Nations Environmental Program). Het rapport bevat en bespreekt hoofdzakelijk meetresultaten met betrekking tot de ozonlaag in het noordelijk halfrond, en wel overwegend in de geografische zone tussen 30o en 60o noorderbreedte, waar derhalve grote delen van Europa, Canada, de Verenigde Staten, de Sovjetunie en Japan gelegen zijn. Tussen 1969 en 1986 zou daar een gemiddelde ‘verdunning’ van de ozonlaag geconstateerd zijn van 1,7% tot 3%. Over het algemeen blijkt het ook daar een seizoengebonden verschijnsel te zijn: tijdens de winter en bij het begin van de lente (januari-april) kan de afname van het ozongehalte lokaal oplopen tot 10%.

Vergeleken met het heuse gat in de ozonlaag boven Antarctica gaat het dus in het noordelijk halfrond om (vooralsnog?) relatief geringe bedragen, die juist daarom vinnige discussies uitgelokt hebben. Een aantal deskundigen (o.m. uit de Sovjetunie) betogen dat wij met overwegend natuurlijke processen te maken hebben: deels van louter klimatologische (seizoengebonden) aard, deels ten gevolge van al even natuurlijke variaties of schommelingen in de zonnestraling zelf. Al lang en wel bekend is de zo geheten zonnevlekkencyclus die om de elf jaar een maximum en een minimum vertoont. Aangezien het jongste maximum in 1979 viel - en het jongste minimum in 1985 - zou de thans aan de gang zijnde verhoging van die activiteit met een opnieuw verhoogde ozonproduktie gepaard (kunnen) gaan.

Vooralsnog is moeilijk uit te maken welke het juiste aandeel van natuurlijke en onnatuurlijke (antropogene) oorzaken in het ingewikkelde proces is. Te meer daar de metingen, al naar gelang ze vanop de aarde of aan boord van satellieten werden verricht, nogal uiteenlopende resultaten opleverden, welke resultaten bovendien gevoelig afwijken van de waarden die men, op grond van de intussen uitgewerkte theoretische modellen had verwacht. Opvallend blijft in elk geval de boven vermelde, merkwaardige asymmetrie tussen het zuidelijk en noordelijk halfrond, wat de aanvang én de omvang van de afbraak van de ozonlaag betreft.

Voor het jaar 1990 is al een nieuw internationaal beraad gepland, dat op grond van de ondertussen verworven onderzoeksresultaten het akkoord van Montreal opnieuw zal bezien. Met meer dan gewone spanning en bezorgdheid wachten onderzoekers van meerdere nationaliteiten de metingen van dit najaar af, die ons moeten inlichten over de stand van de ozonlaag bij het begin van de volgende antarctische lente.


Vorige Volgende

Over dit hoofdstuk/artikel

auteurs