Otsonikerros

Miten otsonikerros suojaa maapalloa

Otsonikerroksen ensisijainen tehtävä on absorboida auringon haitallista ultraviolettisäteilyä (UV-säteilyä), erityisesti energisimpiä ja haitallisimpia UV-B- ja UV-C-säteilyä.

• UV-C-säteily on vaarallisinta, mutta se absorboituu kokonaan stratosfäärin happi (O₂) ja otsoni (O₃) -ilmakehään.
• UV-B-säteily on tärkein syy auringonpolttamiin, ja se voi johtaa ihosyöpään ja kaihiin. Otsonikerros absorboi suurimman osan siitä, mutta pieni osa siitä pääsee edelleen pinnalle. Ilman otsonikerrosta UV-B-säteilyn määrä olisi niin korkea, että se olisi tappavaa useimmille maapallon eliöille.

Tämä suojatoiminto on seurausta otsonin ja hapen kiertokulusta, joka on jatkuva prosessi, jossa auringon ultraviolettivalo pilkkoo happimolekyylit (O₂) yksittäisiksi happiatomeiksi. 

Nämä vapaat atomit yhdistyvät sitten muiden O₂-molekyylien kanssa muodostaen otsonia (O₃). Kun otsoni absorboi ultraviolettisäteilyä, se hajoaa uudelleen, joten sykli sekä luo otsonia että poistaa auringonvalon haitallisimman ultraviolettisäteilyn.

Hyvä otsoni vs. huono otsoni

On tärkeää erottaa otsoni sijainnin mukaan:

• Hyvä otsoni: stratosfäärin otsoni (otsonikerros) suojaa elämää absorboimalla ultraviolettisäteilyä.
  
• Huono otsoni: Maan pinnan lähellä troposfäärissä oleva otsoni on haitallinen ilman epäpuhtaus ja valokemiallisen savusumun keskeinen ainesosa; se voi aiheuttaa ihmisille hengitysvaikeuksia ja vahingoittaa kasveja.
  

Otsonikato ja palautuminen

1900-luvun lopulla tutkijat havaitsivat, että tietyt ihmisen valmistamat kemikaalit - erityisesti kloorifluorihiilivedyt (CFC-yhdisteet) - heikensivät otsonikerrosta. 

Kun CFC-yhdisteet pääsevät stratosfääriin, ne vapauttavat kloori- ja bromiatomeja, jotka toimivat katalysaattoreina otsonimolekyylien tuhoamisessa; yksi klooriatomi voi tuhota yli 100 000 otsonimolekyyliä. Tämä johti otsonikerroksen vakavaan ohenemiseen ja Etelämantereen yläpuolella olevaan kausittaiseen "otsoniaukkoon".

Vastauksena tähän kansainvälinen yhteisö hyväksyi vuonna 1987 Montrealin pöytäkirjan, joka on uraauurtava sopimus otsonikerrosta heikentävien aineiden tuotannon ja käytön asteittaisesta lopettamisesta. Montrealin pöytäkirjaa pidetään yleisesti yhtenä onnistuneimmista kansainvälisistä ympäristösopimuksista. 

Sen käyttöönoton jälkeen monien otsonikerrosta heikentävien aineiden pitoisuudet ilmakehässä ovat vähentyneet ja otsonikerros on hiljalleen parantunut. Tutkijat arvioivat, että jos sopimusta noudatetaan edelleen ja muut uhat saadaan hallintaan, otsonikerros voi palautua 1980-lukua edeltävälle tasolle tämän vuosisadan puoliväliin mennessä.

Onko otsonikerros yhä vaarassa?

Otsonikerroksen ei katsota olevan välittömässä vaarassa romahtaa, mutta sen elpyminen on edelleen haurasta ja jatkuvaa. Otsonikerroksen köyhtymisen suurin historiallinen aiheuttaja, CFC-yhdisteet, on suurelta osin poistettu käytöstä Montrealin pöytäkirjan nojalla, mikä on mahdollistanut asteittaisen paranemisen. 

Täydellinen toipuminen riippuu kuitenkin siitä, että koko maailma jatkaa sopimuksen noudattamista ja että muita mahdollisia uhkia seurataan. Ilmastonmuutos voi vaikuttaa otsoniin epäsuorasti lämpötilojen ja ilmankierron muutosten kautta, ja myös muiden otsonia vahingoittavien kemikaalien vapautuminen aiheuttaisi uusia riskejä. Jatkuva valppaus ja tieteellinen seuranta ovat siksi olennaisen tärkeitä.

Mitä otsonikerros tekee?

Otsonikerroksen ensisijainen tehtävä on absorboida ja suodattaa auringon haitallista ultraviolettisäteilyä. Se estää erityisen tehokkaasti UV-B- ja UV-C-säteilyä, jotka ovat kaikkein energisimpiä ja haitallisimpia:

• Yläilmakehän happi ja otsoni absorboivat UV-C-säteilyn kokonaan.
• Otsonikerros absorboi UV-B-säteilyn suurelta osin, mutta pieni osa siitä pääsee kuitenkin pinnalle ja aiheuttaa auringonpolttamia ja lisääntyneitä pitkän aikavälin terveysriskejä, kuten ihosyöpää ja kaihia.

Tämä imeytymisprosessi on ratkaisevan tärkeä maa- ja merielämän suojelemiseksi sekä ekosysteemien ja ihmisten terveyden eheyden säilyttämiseksi.

Mitä tapahtuu, jos otsonikerros tuhoutuu?

Jos otsonikerros tuhoutuisi, seuraukset olisivat vakavia ja laaja-alaisia:

• Lisääntyneet terveysongelmat: Ihosyövän, harmaakaihin ja heikentyneen immuunijärjestelmän yleistyminen ihmisillä ja eläimillä.
• Ekosysteemien vahingoittuminen: Vahingot yksisoluisille organismeille, kuten kasviplanktonille, joka muodostaa meren ravintoverkon perustan; satojen väheneminen ja vahingot maanpäällisille kasveille lisääntyneen ultraviolettialtistuksen aiheuttamien DNA-vaurioiden vuoksi.
• Ilmaston ja ilmakehän kemian muutokset: Otsonikerros vaikuttaa osaltaan ilmakehän lämpörakenteeseen; sen poistuminen muuttaisi lämpötilaprofiileja ja kiertokulkuja, mikä saattaisi muuttaa maailmanlaajuisia tuulimalleja ja sääjärjestelmiä arvaamattomin seurauksin.

Otsonikerroksen merkitys maapallon tulevaisuudelle

Otsonikerros on yksi maapallon elintärkeimmistä luonnollisista suojamekanismeista, joka suodattaa auringon haitallisinta ultraviolettisäteilyä ja auttaa ylläpitämään ilmakehän vakautta. Ihmisen toiminta on aikoinaan aiheuttanut merkittävää heikentymistä, mutta Montrealin pöytäkirjan mukainen koordinoitu kansainvälinen toiminta on saattanut otsonikerroksen elpymisen tielle. 

Elpyminen ei kuitenkaan ole automaattista eikä taattua: se edellyttää jatkuvaa maailmanlaajuista sitoutumista, huolellista seurantaa ja huomiota ilmastonmuutoksen kaltaisiin uhkiin. Otsonikerroksen suojelu on edelleen tärkeä esimerkki siitä, miten kestävällä ja yhteisellä toiminnalla voidaan säilyttää elämälle välttämättömiä planeettajärjestelmiä.