U KASNIM 70-ima, meteorolog iz British Antarctic Surveya Jonathan Shanklin proveo je većinu svog vremena u uredu u Cambridgeu radeći na obradi zaostalih podataka s najjužnijeg Zemljina kontinenta. Shanklin je bio odgovoran za nadzor digitalizacije papirnatih zapisa i izračunavanje vrijednosti iz Dobsonovih spektrofotometara - zemaljskih instrumenata koji mjere promjene atmosferskog ozona, piše BBC.
Kako su godine prolazile, Shanklin je počeo uviđati da se nešto događa - nakon gotovo dva desetljeća prilično konstantnih mjerenja, primijetio je opadanje razine ozona kasnih 70-ih godina. U početku Shanklinovi šefovi nisu bili uvjereni da se nešto događa i to ga je frustriralo.
Do 1984. godine ozonski omotač iznad antarktičke istraživačke stanice Halley Bay izgubio je trećinu svoje debljine u usporedbi s prethodnim desetljećima. Shanklin i njegovi kolege Joe Farman i Brian Gardiner objavili su svoja otkrića iduće godine, sugerirajući poveznicu sa spojem pod nazivom klorofluorougljikovodik (CFC), koji se koristi u aerosolima i rashladnim uređajima. Njihovo otkriće, stanjivanje ozonskog omotača nad Antarktikom, postalo je poznato kao ozonska rupa.
Kako se vijest o otkriću širila, uzbuna je zavladala svijetom. Projekcije da će uništavanje ozonskog omotača negativno utjecati na zdravlje ljudi i ekosustava izazvale su strah javnosti, mobilizirale znanstvena istraživanja i potaknule svjetske vlade na suradnju na način bez presedana.
Što se dogodilo s rupom u ozonskom omotaču više od 30 godina nakon otkrića?
Od svog vrhunca, priča o jednom od najtežih ekoloških problema s kojima se čovječanstvo suočilo uvelike je nestala s radara. Što se dogodilo s rupom u ozonskom omotaču više od 30 godina nakon otkrića?
Ozon se uglavnom nalazi u stratosferi, sloju atmosfere od 10 do 50 km iznad površine Zemlje. Ovaj ozonski omotač čini nevidljivi zaštitni sloj nad planetom, apsorbirajući štetno UV zračenje Sunca. Bez toga život na Zemlji ne bi bio moguć. British Antarctic Survey prvi je počeo mjeriti koncentracije ozona iznad Antarktika 50-ih. No, prošlo je nekoliko desetljeća prije nego što je postalo jasno da postoji problem.
Godine 1974. znanstvenici Mario Molina i Sherry Rowland objavili su rad s teorijom da bi CFC-i mogli uništiti ozon u Zemljinoj stratosferi. Do tada se smatralo da su CFC-i bezopasni, ali Molina i Rowland sugerirali su da je pretpostavka pogrešna. Njihova otkrića napala je industrija, koja je inzistirala da su njihovi proizvodi sigurni. Među znanstvenicima su njihova istraživanja bila osporavana. Projekcije su pokazale da će oštećenje ozona biti neznatno, od 2 do 4 posto, a mnogi su smatrali da će se to dogoditi kroz više stoljeća.
Upotreba CFC-a nastavila se nesmanjenom količinom i do 70-ih bili su sveprisutni u cijelom svijetu, korišteni kao rashladna sredstva u hladnjacima i klima-uređajima, u aerosolnim sprejevima i kao industrijska sredstva za čišćenje.
Samo desetljeće kasnije, 1985. godine, British Antarctic Survey potvrdio je rupu u ozonskom omotaču i sugerirao vezu s CFC-ima, potvrđujući rad Moline i Rowlanda, koji su na kraju 1995. dobili Nobelove nagradu za kemiju. Što je još gore, nestajanje se događalo mnogo brže nego što se očekivalo. "Bilo je stvarno šokantno", kaže Shanklin, sada emeritus u British Antarctic Surveyu.
Od tada su se znanstvenici natjecali kako bi otkrili kako i zašto se to događa.
Antarktička zima
Kada se antarktička zima 1986. bližila kraju, Susan Solomon, istraživačica iz američke Nacionalne oceanske i atmosferske uprave, povela je znanstvenu ekipu u bazu McMurdo u potrazi za odgovorima. U to su vrijeme znanstvenici raspravljali o tri moguće teorije, od kojih je jednu predložio Solomon - da bi odgovor mogao biti u površinskoj kemiji koja uključuje klor na polarnim stratosferskim oblacima, što se događa na visokim geografskim širinama i formira se samo za vrlo niskih temperatura u polarnoj zimi.
"Bio je to veliki misterij. Svi podaci upućuju na kombinaciju povećanja klora zbog ljudske upotrebe CFC-a i prisutnosti polarnih stratosferskih oblaka kao okidača za ono što se dogodilo", kaže Solomon, danas profesorica atmosferske kemije i klimatskih znanosti na MIT-u. Njezino istraživanje objasnilo je kako i zašto na Antarktiku nastaje ozonska rupa.
Satelitsko praćenje potvrdio je da se oštećenje ozona proširilo na golemo područje od 20 milijuna četvornih kilometara.
Ozbiljna prijetnja koju predstavlja oštećenje ozona - širenje raka kože i mrene kod ljudi, šteta za rast biljaka, poljoprivrednih usjeva i životinja te reproduktivni problemi riba, rakova, žaba i fitoplanktona, temelja morskog prehrambenog lanca - potaknula je međunarodnu akciju i suradnju.
Zašto više ne čujemo često o ozonskoj rupi?
Ali s obzirom na to koliko se ozbiljnom prijetnjom smatrala ozonska rupa, zašto više ne čujemo o njoj tako često?
"Razlog za uzbunu nije isti kao nekad", kaže Laura Revell, izvanredna profesorica fizike okoliša na Sveučilištu Canterbury u Novom Zelandu. Uglavnom zbog neviđenih međunarodnih koraka koje su vlade poduzele u rješavanju ovog problema.
Misleći da će oštećenje ozona biti ograničeno i daleko u budućnosti, političari su u početku oprezno pristupili zaštiti ozona. Godine 1977. donesen je globalni akcijski plan koji poziva na praćenje ozona i sunčevog zračenja, istraživanje utjecaja oštećenja ozona po zdravlje ljudi, ekosustave i klimu te procjenu troškova i koristi od kontrolnih mjera. Nekoliko mjeseci prije nego što su britanski znanstvenici otkrili ozonsku rupu, Bečka konvencija iz 1985. godine zahtijevala je nastavak istraživanja. Ali nije uključivala pravno obvezujuće kontrole za smanjenje CFC-a, što je mnoge razočaralo.
Nakon otkrića ozonske rupe, velika ulaganja u znanstvena istraživanja, raspoređivanje ekonomskih resursa i koordinirana međunarodna politička akcija pomogli su da se stvari preokrenu.
Godine 1987. usvojen je Montrealski protokol za zaštitu ozonskog omotača postupnim ukidanjem kemikalija koje ga oštećuju. Kako bi se osnažilo pridržavanje, sporazum je prepoznao "zajedničku, ali različitu odgovornost", raspored postupnog ukidanja za razvijene zemlje i zemlje u razvoju i uspostavljanje multilateralnog fonda za pružanje financijske i tehničke pomoći za pomoć zemljama u razvoju da ispune svoje obveze.
Tijekom 90-ih i ranih 2000-ih, proizvodnja i potrošnja CFC-a je zaustavljena. Do 2009. godine 98 posto kemikalija dogovorenih u sporazumu postupno je ukinuto. Šest izmjena, koje sporazum dopušta kada znanstveni dokazi pokažu da su potrebne nove mjere, dovele su do sve strožih ograničenja na tvari koje se uvode kao zamjena za CFC-e, kao što su hidroklorofluorougljikovodici (HCFC) i hidrofluorougljikovodici (HFC). Iako su dobre za ozonski omotač, ove zamjene su se pokazale lošima za klimu. Potencijal globalnog zagrijavanja najčešće korištenog HCFC-a, na primjer, gotovo je 2000 puta jači od ugljičnog dioksida.
Pozitivna nuspojava
Klimatske dobrobiti sporazuma bile su pozitivna nuspojava. Godine 2010. smanjenje emisija zbog Montrealskog protokola iznosilo je između 9.7 do 12.5 gigatona ekvivalenta CO2, otprilike pet do šest puta više od cilja Protokola iz Kyota, međunarodnog sporazuma usvojenog 1997. koji je imao za cilj smanjenje emisija stakleničkih plinova. Usvajanje Kigalijskog amandmana 2016. godine, koji će ograničiti upotrebu HFC-a, pomoći će u izbjegavanju globalnog zatopljenja do 0.5 stupnja Celzija do 2100. godine.
"Može se reći da je Montrealski protokol mnogo uspješniji u zaštiti klime od bilo kojeg drugog klimatskog sporazuma koje smo imali do danas", kaže Revell.
Od njegova usvajanja, Montrealski protokol potpisale su sve zemlje i to je do danas jedini sporazum koji je univerzalno ratificiran. Općenito se smatra trijumfom međunarodne suradnje u zaštiti okoliša. Prema nekim modelima, Montrealski protokol i njegove izmjene i dopune pomogli su spriječiti do dva milijuna slučajeva raka kože godišnje i izbjegli milijune slučajeva mrene diljem svijeta.
Da svijet nije zabranio CFC-e, sada bismo se nalazili blizu velikog oštećenja ozona. "Do 2050. godine bi Zemlja postala nenastanjiva da su se ozonske rupe proširile po cijelom planetu", kaže Solomon za BBC.
Solomon ističe tri čimbenika za brzo djelovanje na problem: jasna i postojeća opasnost koju ozonska rupa predstavlja za ljudsko zdravlje učinila je problem konkretnim i osobnim za ljude, živopisne satelitske slike učinile su rupu uočljivom i za nju su postojala praktična rješenja - tvari koje oštećuju ozonski omotač mogle bi biti zamijenjene prilično brzo i jednostavno.
Ozonska rupa danas
Danas ozonska rupa još uvijek postoji, formirajući se svake godine nad Antarktikom u proljeće. Ponovno se zatvara tijekom ljeta, jer pristiže stratosferski zrak iz nižih geografskih širina, krpajući rupu do sljedećeg proljeća kada ciklus ponovno počinje. Ali postoje dokazi da počinje nestajati i oporavljati se više-manje kako se očekivalo, smatra Solomon. Na temelju znanstvenih procjena, očekuje se da će se ozonski omotač vratiti na razine prije 1980. godine oko sredine stoljeća. Zacjeljivanje je sporo zbog dugog vijeka trajanja molekula koje oštećuju ozonski omotač. Neke ostaju u atmosferi 50 do 150 godina prije nego što se raspadnu.
Unatoč ukupnom uspjehu Montrealskog protokola, bilo je i zastoja. U 2018. godini, na primjer, utvrđeno je da koncentracija CFC-11, koji je zabranjen od 2010., ne opada tako brzo kako se očekivalo, što ukazuje na to da neprijavljene emisije dolaze odnekud. Agencija za istraživanje okoliša pratila je emisije do tvornica u Kini, koje su ga proizvodile za upotrebu u izolacijskoj pjeni. Nakon što je ovo javno objavljeno, kineska vlada brzo je poduzela mjere i znanstvenici kažu da smo se sada vratili na pravi put.
Za Shanklina, ovo naglašava vitalnu važnost dugoročnog praćenja varijabli okoliša, bilo CFC-a, temperature ili pokazatelja biološke raznolikosti: "Ako ih ne pratimo, onda ne znamo jesmo li u nevolji ili ne, a ako ne znamo da smo u nevolji, ne možemo poduzeti preventivne mjere. Mislim da je to vitalni dio ove priče".
Ni budućnost nije bez rizika. Velike vulkanske erupcije obično rezultiraju kratkoročnim gubicima ozona, dok je dušikov oksid, snažan staklenički plin koji se emitira primjenom gnojiva u poljoprivredi, također moćan u oštećivanju ozonskog omotača. Međutim, to nije pod kontrolom Montrealskog protokola, objašnjava Revell, pa emisije rastu.
Rizici u budućnosti
Postoje i aktivnosti čiji utjecaj još ne razumijemo u potpunosti, ali bi mogle predstavljati rizik, poput lansiranja raketa i sulfatnog geoinženjeringa, odnosno ideje da možemo spriječiti negativne učinke globalnog zagrijavanja upumpavanjem aerosola u stratosferu, uzrokujući da se sunčeva svjetlost odbija od tih čestica aerosola.
"Stvarno je važno da imamo na umu lekcije naučene iz priče o ozonskoj rupi i da smo stalno svjesni onoga što se događa u stratosferi. Rizik je da ćemo uzrokovati nepredviđenu štetu ozonskom omotaču ako se takve procjene ne provedu unaprijed", kaže Revell.
Postoji tendencija da se ozonska rupa uspoređuje s klimatskim promjenama, ali iako Montrealski protokol pokazuje da se možemo nositi s velikim ekološkim problemima, usporedba ne ide dalje od toga. CFC-i su bili zamjenjiva komponenta u nekoliko proizvoda. Opseg klimatskih promjena znatno otežava rješavanje; fosilna goriva prožimaju naš životni stil, ne mogu se zamijeniti ni približno tako lako, a većina vlada i industrija do sada se opirala smanjenju emisija fosilnih goriva.
Za Shanklina je tužno što smo završili tu gdje jesmo, da smo zastali u klimatskim akcijama, stalno razgovarajući o tome što bismo mogli učiniti, kada postoji tako jasan primjer iz kojeg treba učiti.
"Stvaranje ozonske rupe pokazalo je koliko brzo možemo promijeniti naše planetarno okruženje na gore i tu lekciju političari ne shvaćaju dovoljno ozbiljno. Klimatske promjene su veći problem. Ali to ne oslobađa političare odgovornosti za donošenje potrebnih odluka", zaključuje Shanklin za BBC.