Na drie decennia van observaties hebben wetenschappers eindelijk de eerste bewijzen gevonden voor het herstel van het beruchte gat in de ozonlaag boven het zuidelijk halfrond.
In 1974 publiceerden Mario Molina en Sherwood Rowland, twee chemici van de University of California in Irvine, een artikel in het vakblad Nature waarin ze de aantasting van de ozonlaag door chloorfluorkoolstofverbindingen (CFK’s) beschreven. Destijds werden CFK’s veel gebruikt in spuitbussen en als koelvloeistof in ijskasten, en deze gassen bleken zich snel in de atmosfeer op te hopen.
In hun baanbrekende onderzoek – waarvoor ze in 1995 de Nobelprijs voor de scheikunde ontvingen – kwamen ze tot de slotsom dat de atmosfeer slechts een ‘beperkte capaciteit voor de absorptie van chlooratomen’ in de stratosfeer bezat.
Nadat het werk van Molina en Rowland zwaar onder vuur had gelegen van de kant van de chemische industrie, werd hun werk elf jaar na publicatie bevestigd, toen een team van Britse wetenschappers in 1985 de ernstige gevolgen van hun eerdere onderzoek berekende: de CFK’s in de atmosfeer hadden een gat in de ozonlaag gevormd. Het verlies van de beschermende ozonlaag kan leiden tot meer gevallen van huidkanker bij mens en dier.
Het begin van een herstel
Het onderzoeksteam onder leiding van Susan Solomon, professor in de chemie van de atmosfeer en de klimaatwetenschappen aan het MIT, vond meerdere soorten bewijzen voor een herstel. De resultaten verschenen afgelopen week in het vakblad Science.
Het gat in de ozonlaag begint zich elk jaar in augustus boven Antarctica te vormen, waarna het in oktober zijn grootste omvang bereikt. Solomons team vergeleek ozonmetingen van september, die door weerballonnen en satellieten waren verzameld, met statistische simulaties waarmee ozonniveaus worden voorspeld.
Het team ontdekte dat het gat boven het zuidelijk halfrond in de afgelopen jaren pas later in het voorjaar zijn maximale omvang van twaalf miljoen vierkante kilometer bereikte, wat erop wijst dat het gat in september krimpt. De onderzoekers denken zelfs dat het gat met ruim vier miljoen vierkante kilometer is geslonken. Bovendien is het gat minder diep dan voorheen.
“Het feit dat het ozongat zich pas later uitbreidt, is het belangrijkste gegeven,” zegt Solomon. “Het vergroot zich later en is kleiner, en in de diepte is het minder dicht. Alle metingen zijn onafhankelijk, en als ze allemaal op dit herstel wijzen, dan is een andere verklaring moeilijk voor te stellen.”
De onderzoekers ontdekten ook dat de observaties strookten met de voorspellingen van modellen en dat ruim de helft van de krimp was te danken aan de afname van chloor in de atmosfeer.
Volgens Donald Blake, professor in de scheikunde aan de University of California in Irvine, is deze studie het meest uitputtende onderzoek naar de ozonlaag boven de polen tot nu toe.
De aanpak van een probleem
Aan het begin van de aantasting, in de jaren tachtig van de vorige eeuw, daalde het ozongehalte in de atmosfeer razendsnel. Door de invoering van het Protocol van Montreal in 1987 – dat wordt gezien als een toonbeeld van internationale samenwerking – verdwenen industriële CFK’s al snel uit de roulatie en stabiliseerde de ozonlaag zich, ook al was hij nog steeds verzwakt.
De omvang van het gat in de ozonlaag varieert van jaar tot jaar en is afhankelijk van veranderingen in het weer en vulkanische invloeden, waardoor het lastig is een hersteltrend te ontwaren. Wetenschappers menen dat het gat sinds 2000 tamelijk stabiel is gebleven, maar het gat van oktober 2015 was het grootste dat ooit werd gemeten.
Wetenschappers hebben lange tijd gedacht dat de ozonlaag zich langzaamaan herstelde, maar Solomon en haar team – bestaande uit onderzoekers van het MIT, het National Center for Atmospheric Research en de University of Leeds – zijn de eersten die bewijs voor dat herstel hebben geleverd.
De omvang van het gat in 2015 was ongebruikelijk en Solomon schrijft deze afwijking grotendeels toe aan de uitbarsting van de vulkaan Calbuco in Chileo in april 2015. Hoewel vulkanen geen chloormoleculen in de atmosfeer uitstoten, wordt de vorming van stratosferische wolken boven de polen versterkt door de uitstoot van minieme asdeeltjes die reageren met het chloor dat door de mens in de atmosfeer is gebracht.
Gevolgen voor de toekomst
Deze resultaten lijken erop te wijzen dat het herstel van de ozonlaag samenvalt met het voorspelde tijdsverloop. Volgens Blake toont dit aan dat de gassen die de ozonlaag aantasten, langzaam afnemen in de atmosfeer.
Zowel Solomon als Blake verwacht een aanhoudende trend van geleidelijk herstel; een volledig herstel is pas halverwege deze eeuw te verwachten. De productie van CFK’s stopte in de jaren negentig, maar deze chemicaliën hebben levenscyclussen van vijftig tot honderd jaar, dus zweven de chloormoleculen die in de jaren zeventig en tachtig van de vorige eeuw werden geproduceerd, nog altijd in de atmosfeer rond.
Toch betekenen de resultaten een positieve afronding van tientallen jaren werk van wetenschappers, ingenieurs en diplomaten uit de hele wereld.
“Het is een buitengewoon stuk geschiedenis,” zegt Solomon. “Het geeft ons hoop dat we niet bang moeten zijn grootschalige klimaatproblemen aan te pakken.”
En Blake vult aan: “Dit is geweldig (...). Het hebben van een studie die zó rigoureus is en die zegt dat we dit mogen verwachten en dat dit het resultaat is, dat maakt me erg gelukkig. Ik wou dat Sherry [Sherwood Rowland] het nog had meegemaakt (...). Hij zou dit erg graag hebben gelezen.”
