Sự suy giảm tầng ozon

(KHCN)-Sự suy giảm tầng ozon là hiện tượng giảm lượng ôzôn trong tầng bình lưu. Từ năm 1979 cho đến năm 1990 lượng ozon trong tầng bình lưu đã suy giảm vào khoảng 5%. Vì lớp ôzôn ngăn cản phần lớn các tia cực tím có hại không cho xuyên qua bầu khí quyển Trái Đất, sự suy giảm ôzôn đang được quan sát thấy và các dự đoán suy giảm trong tương lai đã trở thành một mối quan tâm toàn cầu, dẫn đến việc công nhận Nghị định thư Montreal hạn chế và cuối cùng chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng và sản xuất các hợp chất cacbon của clo và flo (CFC - chlorofluorocacbons) cũng như các chất hóa học gây suy giảm tầng ôzôn khác như tetraclorit cácbon, các hợp chất của brôm (halon) và methylchloroform.

Sự suy giảm ôzôn thay đổi tùy theo vùng địa lý và tùy theo mùa. Lỗ thủng ôzôn dùng để chỉ sự suy giảm ôzôn nhất thời hằng năm ở hai cực Trái Đất. Trong các thảo luận chính trị công khai "suy giảm tầng ôzôn" đồng nghĩa với lý thuyết cho rằng xu hướng suy giảm ôzôn toàn cầu, được gây ra vì thải các khí CFC, sẽ tạo điều kiện cho các bức xạ cực tím đến mặt đất nhiều hơn.

Cường độ gia tăng của các bức xạ cực tím đang được nghi ngờ chính là nguyên nhân gây ra nhiều hậu quả trong sinh học, thí dụ như gia tăng các khối u ác tính, tiêu hủy các sinh vật phù du trong tầng có ánh sáng của biển.

Vì vậy, rất nhiều quốc gia đã ký kết Hiệp ước cấm sử dụng CFC, một quyết định mang lại lợi ích to lớn mà theo các nhà khoa học đã dẫn đến sự thu hẹp đáng kể lỗ thủng tầng ôzôn cũng như bằng chứng về việc ôzôn đang trên đường phục hồi.

Vào thập niên 60, lần đầu tiên, các nhà khoa học đã phát hiện thấy sự gia tăng CFC trong khí quyển với báo cáo khoa học đầu tiên được công bố trên tạp chí Nature năm 1974 dự báo về sự suy giảm tầng ôzôn. Các hợp chất hóa học ăn mòn tầng ôzôn trong khí quyển, nhưng chỉ ở nơi có sự hiện diện của ánh sáng và hợp chất này lạnh đủ để tạo thành những đám mây ở tầng bình lưu trên vùng cực, bổ sung khối lượng lớn clo vào trong khí quyển.

Trong những thập kỷ trước, khối lượng clo tăng thêm đã dẫn đến sự hình thành của lỗ thủng tầng ôzôn trên Nam cực theo mùa. Lỗ thủng này mở rộng khi lục địa băng thoát khỏi mùa đông u ám và lại thu hẹp vào cuối mùa xuân.

Tầng ôzôn bảo vệ con người khỏi tia cực tím. Do vậy, khi những khoảng trống bắt đầu xuất hiện và thế giới ở bên dưới tiếp xúc với hàm lượng tia cực tím cao hơn, sự cố xuất hiện. Tiếp xúc với quá nhiều tia cực tím, con người có nguy cơ cao bị ung thư da. Trên thực tế, việc lập mô hình đã cho thấy nếu tình trạng suy giảm ôzôn tiếp diễn, mỗi năm trên thế giới sẽ có hơn 2 triệu người bị ung thư da. Ngoài ra, các cánh rừng, đại dương, ngành nông nghiệp và cả môi trường cũng bị thiệt hại.

Nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng ôzôn đã được ký kết vào năm 1987 và có hiệu lực thi hành năm 1989, có thể được xem là khá quan trọng đối với sự sống trên Trái đất ngày nay. Dấu hiệu đầu tiên về sự hàn gắn của tầng ôzôn ở Nam cực cũng đã được đề cập trong Hiệp định này.

Do lỗ thủng tầng ôzôn phía trên Nam Cực đạt đến mức rộng nhất cứ vào tháng 10 hàng năm, nên đây chính là tiêu điểm của nỗ lực theo dõi sự suy giảm tầng ôzôn. Nhưng quá trình này thường giảm sút vào cuối tháng 8, do đó, nhóm nghiên cứu có thể hiểu rõ hơn về các ảnh hưởng của sự tích tụ clo thông qua nghiên cứu nồng độ ôzôn sớm hơn, khi nhiệt độ vẫn còn lạnh và lỗ thủng tầng ôzôn vẫn ở trong giai đoạn hình thành.

Nhóm nghiên cứu đã theo dõi sự mở rộng của lỗ thủng tầng ôzôn ở Nam cực vào tháng 9 trong vòng 15 năm (từ năm 2000 đến năm 2015). Kết quả cho thấy lỗ thủng tầng ôzôn đã giảm 4 triệu km2 từ năm 2000, năm mà sự suy giảm ôzôn đạt mức đỉnh điểm. Sau khi tính toán những thay đổi trong các mô hình thời tiết như nhiệt độ và gió xung quanh lỗ thủng tầng ôzôn, nhóm nghiên cứu đã đưa ra kết luận hơn nửa diện tích lỗ thủng tầng ôzôn được thu hẹp là do ảnh hưởng trực tiếp của nồng độ clo thấp trong khí quyển.

Tuy nhiên, kết quả theo dõi của nhóm nghiên cứu trong vòng 15 năm qua cho thấy lỗ thủng tầng ôzôn có sự gia tăng theo hình vòng cung. Năm 2015, lỗ thủng đã nới rộng mạnh mẽ đi ngược với xu hướng sụt giảm clo trong khí quyển. Nhưng, thông qua nghiên cứu dữ liệu, các nhà nghiên cứu đã tìm ra lý do.

Núi lửa Calbuco của Chilê phun trào vào tháng 4/2015, đã tạo ra những đám mây tro bụi trong không khí, kết quả đã làm tăng số lượng các hạt nhỏ. Sau đó, chúng hòa trộn với các đám mây ở tầng bình lưu trên các vùng cực và làm tăng tốc mạnh phản ứng hóa học của clo làm suy giảm tầng ôzôn.

Nhóm nghiên cứu cho biết đây là lần đầu tiên các vụ phun trào núi lửa được chứng minh kìm hãm sự phục hồi của lỗ thủng tầng ôzôn. Nhưng, các nhà nghiên cứu vẫn hy vọng về sự thu hẹp liên tục của lỗ thủng tầng ôzôn và cuối cùng hàn gắn hoàn vào giữa thế kỷ này.

                                                                                                                                                                                              TH