Ozonloch

Warum ist die Ozonschicht so wichtig?

Infolge der lang anhaltenden Strahlenbelastung (vor allem durch ultraviolette Strahlung) hat sich rund um den Erdball eine Luftschicht gebildet, die einen erhöhten Anteil an Ozon enthält. Sie wird als Ozonosphäre bezeichnet. Ebenso gebräuchlich ist der Begriff Ozonschicht. Sie erstreckt sich von 10 bis 60 Kilometern. Die Ozonschicht ist ein natürlicher, schützender Filter.  Die UV-Strahlung, die auf die Erde trifft, besteht aus drei Hauptkomponenten:

• UV – A: stellt etwa 7% der Sonnenstrahlung dar. Sie umfasst Wellenlängen von 315 bis 400 nm. Sie stellt keine Gefahr für lebende Organismen dar. Manchmal wird die UV-A-Strahlung sogar als nützlich bezeichnet, weil sie beim Sonnenbaden die Synthese einiger Vitamine fördert.
• UV – B: Diese Art von Strahlung stellt etwa 1,5 % des gesamten Sonnenstroms dar. Sie umfasst Wellenlängen von 280 bis 315 nm. Langfristige Exposition gegenüber dieser Art von Strahlung kann negative Folgen für lebende Organismen, einschließlich Tiere und Pflanzen, haben.
• UV – C: stellt nur 0,5 % der Sonnenstrahlung dar. Die UV-C-Strahlung entspricht den Wellenlängen unter 280 nm. Diese Art von Strahlung ist die gefährlichste. Mit ihr wird die größte Energiemenge an die Erde geleitet, die eine zerstörerische Wirkung auf lebende Organismen hat.

Die Ozonmoleküle, aus denen die Ozonschicht besteht, haben die Fähigkeit, Strahlung im Bereich von 200 bis 315 nm zu absorbieren, d.h. sie absorbieren schädliche UV-B- und UV-C-Strahlung, können aber keine UV-A-Strahlung absorbieren. Dank dieser Eigenschaften schützen die Ozonosphäre und das darin enthaltene Ozon lebende Organismen vor schädlicher Strahlung und ermöglichen ihnen ein sicheres Leben.

Ursachen für die Entstehung des Ozonlochs

Die Ozonschicht, die den Erdball umgibt, ist sehr dünn. Hauptsächlich als Folge anthropogener Aktivitäten kommt es in bestimmten Gebieten zu einem lokalen Rückgang der Ozonkonzentration. Es ist wichtig zu wissen, dass ein Ozonloch kein „Loch“ im wörtlichen Sinne ist. Zu den Ursachen, die zur Zerstörung der Ozonosphäre und damit zur Entstehung des Ozonlochs führen, gehören:

• Die Freisetzung chemischer Verbindungen in die Stratosphäre, die eine Oxidation des Ozons verursachen. Zu dieser Gruppe gehören u.a. Methan und Kohlenwasserstofflösungsmittel. Das charakteristische Merkmal dieser Substanzen ist ihr niedriger Siedepunkt, d.h. eine hohe Flüchtigkeit. In gasförmiger Form gelangen sie in die Atmosphäre, von wo aus sie durch Luftbewegungen in die Stratosphäre transportiert werden. Die Dämpfe dieser Verbindungen interagieren dann mit dem in der Ozonosphäre enthaltenen Ozon und Sauerstoff. Diese Prozesse führen zu einer Verringerung der Ozonkonzentration.
• Emissionen von Substanzen, die den Abbau von Ozon zu molekularem Sauerstoff katalysieren. Diese Verbindungen sind besonders gefährlich für die stratosphärische Ozonschicht. Besonders aggressiv sind Kohlenwasserstoffderivate, die in ihrer Struktur ein Element der Gruppe 17 des Periodensystems enthalten, d.h. Halogenderivate. Diese Verbindungen haben die Fähigkeit, große Mengen Ozon katalytisch abzubauen, ohne die Struktur ihres Moleküls zu verändern. Zu dieser Gruppe gehören vor allem die so genannten Freone und Halone, die in den vergangenen Jahrzehnten weit verbreitet waren, zum Beispiel als Kühlmittel in Kühlschränken. Obwohl sie inzwischen nicht mehr verwendet werden, sind die Folgen des Eintrags von Freonen, Halonen und ähnlichen Verbindungen in die Stratosphäre etwa 20 bis 30 Jahre lang spürbar. Wenn diese Verbindungen die Stratosphäre erreichen, werden sie durch die UV-Strahlung zersetzt, wobei unter anderem Chlor freigesetzt wird. Dieses Element ist es, das Ozon zerstört.

Die Auswirkungen des Ozonlochs auf Menschen und die Umwelt

Das Problem der Entstehung und Ausdehnung des Ozonlochs wird seit einigen Jahren weltweit immer stärker wahrgenommen. Bislang wurde eine Reihe von Maßnahmen ergriffen, um die Folgen des Eintrags enormer Mengen von Schadstoffen in die Atmosphäre zu minimieren. Die Ozonverluste haben bereits gravierende Auswirkungen auf Mensch und Umwelt.

Weniger Ozon in der Stratosphäre führt dazu, dass mehr UV-Strahlung die Erde erreicht, einschließlich UV-A und UV-B. Eine längere Exposition führt vor allem zu Läsionen auf der Haut, die besonders anfällig für Reizungen und Verbrennungen ist. Häufige Sonneneinstrahlung kann zu degenerativen Veränderungen der Zellen, des faserigen Gewebes und der Blutgefäße führen. UV-Strahlung kann Hautkrebs, insbesondere Melanome, verursachen. Darüber hinaus kann sie neben Hautläsionen auch Augenkrankheiten, einschließlich des Grauen Stars, und eine allgemeine Schwächung des menschlichen Immunsystems verursachen, was sich in einer erhöhten Anfälligkeit für virale oder parasitäre Infektionen niederschlägt.

Auch die Umwelt ist vom Abbau der Ozonschicht stark betroffen. Als Folge dieses Phänomens kann es zu klimatischen Veränderungen kommen, wie einem Anstieg der Erdtemperatur, einer Ausdehnung von Wüstengebieten oder einer erhöhten Verdunstung. Wie die Menschen sind auch die Tiere anfällig für Hautkrankheiten. Obwohl die meisten von ihnen durch eine Fellschicht geschützt sind, sind die freiliegenden Teile stark der Strahlung ausgesetzt. Darüber hinaus kann die Schwächung der allgemeinen Immunität der Tiere zum Aussterben einiger Arten führen. Andere Opfer des Ozonlochs sind Pflanzen. Ihre oberirdischen Teile sind so empfindlich, dass die aggressive UV-Strahlung sie leicht zerstört. Das Verschwinden einiger Pflanzen von der Erdoberfläche wird zu einer Störung des gesamten Ökosystems führen. Unter anderem halten Pflanzen den Boden feucht, und ihr Fehlen wird zur Entstehung von weiteren Wüstengebieten und zu einem erheblichen Rückgang der Ernteerträge auf landwirtschaftlichen Flächen führen.