Gefahr am Polar? Fünf Fragen zur Ozonschicht

Bild: Environment Canada

Vor einigen Tagen meldete die Redaktion von heute.de: SOS aus der Arktis, denn es sei ein „neues Ozonloch aufgetaucht“; und zwar dieses Mal auf der Nordhalbkugel. Während das weitaus bekanntere Ozonloch über dem Südpol weit von uns entfernt ist und sich langsam wieder schließt, wird in diesem Augenblick die Ozonschicht über unseren Köpfen immer dünner. Ohne den schützenden UV-Filter in der Stratosphäre steht uns buchstäblich ein strahlender Frühling bevor.

Was ist passiert?

Aufnahme einer Polaren Stratosphärischen Wolke über Kiruna. Das Auftreten dieser wegen ihres Aussehens auch Perlmuttwolken genannten Gebilde leitet den Ozonabbau in der arktischen Stratophäre ein.
Aufnahme einer Polaren Stratosphärischen Wolke über Kiruna. Das Auftreten dieser wegen ihres Aussehens auch Perlmuttwolken genannten Gebilde leitet den Ozonabbau in der arktischen Stratophäre ein. Bild: Markus Rex, Alfred-Wegener-Institut
Forscher des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven beobachteten in den vergangenen Wochen einen erheblichen Ozonverlust in der arktischen Stratosphäre. Ursache ist eine Kombination aus einer extremen Kälteperiode in dieser Luftschicht, sowie den Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs), die die Menschheit seit Jahrzehnten in die Umwelt verteilt. Auch wenn die Herstellung von FCKWs mittlerweile weltweit verboten ist, sind unsere „Altlasten“ immer noch in der Atmosphäre. Bei Temperaturen von unter –80 °C können sich in kalten Polarnächten Wolken aus natürlich vorkommender Salpetersäure bilden. Diese schimmernden „Perlmutt-Wolken“ wirken wie Katalysatoren für die Zerstörung von Ozon durch FCKW-Rückstände. Durch den Klimawandel ist es in diesem Winter in der arktischen Stratosphäre besonders kalt – und die Ozonschicht schrumpft.

Was ist Ozon?

Ozon ist ein Gas, das aus drei Sauerstoff-Atomen besteht. Seine Formel lautet daher O3, anders als für unseren Luftsauerstoff O2. Wir kennen Ozon als den typischen, stechenden Geruch, den Laserdrucker manchmal verströmen. Ausserdem ist Ozon ein typischer Bestandteil des Sommersmogs. Aber auch schon in geringen Mengen, die wir nicht riechen können, kann Ozon Augen und Atemwege reizen, sowie Kopfschmerzen hervorrufen.

Ozon
Ozon besteht aus drei Sauerstoff-Atomen die in zwei völlig gleichwertigen Strukturen beschrieben werden können.
So unangenehm dieser nahe Verwandte des Luftsauerstoffs für uns auch ist – in der Atmosphäre ist er lebensnotwendig! Etwa 20 Kilometer über unseren Köpfen befindet sich die Ozonschicht, die uns vor den gefährlichen UV-Strahlen der Sonne schützt. Das passiert, indem die UV-Strahlen Ozon (O3) in molekularen Sauerstoff (O2) und Sauerstoffatome (O) spalten, die sich dann wieder zu Ozon (O3) kombinieren. Die schädliche Strahlungsenergie der Sonne wird auf diese Weise in Wärme umgewandelt und aus der Atmosphäre gefiltert.

Warum wird die Ozonschicht dünner?

Bekanntermaßen zerstören FCKWs die Ozonschicht. Sie reagieren ebenfalls mit Sonnenlicht und setzen hochreaktive Chlor-Radikale frei. In der Ozonschicht setzen diese Radikale eine Kettenreaktion in Gang, die permanent Ozon zu Luft-Sauerstoff abbaut. Gleichzeitig sind FCKWs Treibhausgase die bis um das eintausendfache stärker wirken können als der „Klimakiller“ Kohlenstoffdioxid (CO2). Durch die aktuelle Abkühlung der Stratosphäre über der Arktis wird der Abbau des Ozons durch FCKWs stark begünstigt.

Chlor-Radikale (Cl•) aus FCKWs reagieren in zwei Schritten: Im ersten Schritt bauen sie Ozon (O<sub>3</sub>) zu Sauerststoff (O<sub>2</sub>) ab. Dabei entsteht das Radikal ClO•. Im zweiten Schritt reagiert ClO• mit Sauerstoffatomen und bildet erneut Chlor-Radikale (Cl•) – der Ozon-zerstörende Kreislauf beginnt von Neuem.
Chlor-Radikale (Cl•) aus FCKWs reagieren in zwei Schritten: Im ersten Schritt bauen sie Ozon (O3) zu Sauerststoff (O2) ab. Dabei entsteht das Radikal ClO•. Im zweiten Schritt reagiert ClO• mit Sauerstoffatomen und bildet erneut Chlor-Radikale (Cl•). Der Ozon-zerstörende Kreislauf beginnt so erneut.

Haben wir ein neues Ozonloch?

Noch nicht. Bislang beobachteten die Forscher vom AWI zwar „nur“ einen besorgniserregenden Rückgang der Ozonschicht. Ein echtes Ozonloch, ähnlich wie das über der Antarktis könnte sich aber im Frühling bilden und auch das europäische Festland betreffen.

Bild: Environment Canada
Vor unserer Haustür: Am 27. Februar reichte die zu dünne Ozonschicht in Europa bis nach Großbritannien und Dänemark. Besonders betroffen waren Nordrussland und Island (wo ich derzeit wohne).
Bild: Environment Canada

Und nun?

Der Abbau der Ozonschicht kann nur schwer aufgehalten werden. Dr. Markus Rex vom AWI sagt dazu:

„Leider lassen die sich bereits freigesetzten FCKW aber nicht aus der Atmosphäre entfernen und der natürliche Reinigungsprozess in den Luftschichten ist sehr langsam. Während der nächsten ein bis zwei Jahrzehnte bleibt die arktische Stratosphäre daher nach ungewöhnlichen Kälteperioden sehr anfällig für schwere Ozonverluste.“

Für die Bewohner der nördlichen Regionen bedeutet das bereits jetzt im März, dass bei Aktivitäten im Freien dringend Sonnencremes und Sonnenbrillen benutzt werden sollten. Das war es aber auch schon. Ross Salawitch, Atmosphärenchemiker der Universität Maryland, warnt vor Panikmache:

„Im schlimmsten Fall haben die Menschen auf den nördlichen Breitengraden eine Sonneneinstrahlung, der die Leute in San Diego das ganze Jahr über ausgesetzt sind.“

Ausserdem sei es möglich, dass der Klimawandel nicht nur die Ursache, sondern auch die Lösung des Problem sein könnte: Durch das erhöhte Sturmaufkommen werden stabile Kältewirbel über den Polarregionen weniger wahrscheinlich. Die Forscher vom AWI lassen zusammen mit internationalen Partnern seit Wochen Hunderte von Ozonsonden in die Atmosphäre aufsteigen und beobachten den weiteren Verlauf. Bis in den März hinein bleibt die Lage jedoch wahrscheinlich angespannt.

Titelbild: Environment Canada

1 Trackback / Pingback

  1. Klimaabkommen von Kigali: Was sind FKWs? | Der Chemische Reporter

Kommentar verfassen