Un nou studiu confirmă că stratul de ozon din Antarctica se reface ca rezultat direct al eforturilor globale de reducere a substanțelor care epuizează stratul de ozon. Noile rezultate arată cu un grad ridicat de încredere statistică că refacerea stratului de ozon este în plină desfășurare, arată MIT.

Avem și vești bune: Gaura de ozon se reface, datorită reducerii globale a CFC

Oamenii de știință, inclusiv echipa MIT, au observat în trecut semne de refacere a stratului de ozon. Însă noul studiu este primul care arată, cu un grad ridicat de încredere statistică, că această refacere se datorează în primul rând reducerii substanțelor care diminuează stratul de ozon, față de alte influențe precum variabilitatea meteorologică naturală sau creșterea emisiilor de gaze cu efect de seră în stratosferă.

„Au existat o mulțime de dovezi calitative care arată că gaura de ozon din Antarctica se ameliorează. Acesta este într-adevăr primul studiu care a cuantificat încrederea în recuperarea găurii de ozon”, spune autorul studiului, Susan Solomon, profesor Lee și Geraldine Martin de studii de mediu și chimie.

„Concluzia este, cu o încredere de 95 la sută, că se reface. Ceea ce este minunat. Și arată că putem rezolva cu adevărat problemele de mediu.”

Noul studiu va apărea în revista Nature. Studentul absolvent Peidong Wang din grupul Solomon din cadrul Departamentului de Științe ale Pământului, Atmosferei și Planetei (EAPS) este autorul principal. Printre coautorii săi se numără Solomon și cercetătorul științific Kane Stone de la EAPS, împreună cu colaboratori din mai multe alte instituții, scrie Science Daily.

Rădăcinile refacerii ozonului

În stratosfera Pământului, ozonul este un gaz natural care acționează ca un fel de protecție solară, protejând planeta de radiațiile ultraviolete nocive ale soarelui. În 1985, oamenii de știință au descoperit o „gaură” în stratul de ozon de deasupra Antarcticii care se deschidea în timpul primăverii australe, între septembrie și decembrie. Această diminuare sezonieră a stratului de ozon permitea brusc razele UV să se filtreze până la suprafață, provocând cancer de piele și alte efecte negative asupra sănătății.

În 1986, Solomon, care lucra pe atunci la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), a condus expediții în Antarctica, unde ea și colegii săi au adunat dovezi care au confirmat rapid cauza găurii din stratul de ozon: clorofluorocarburile sau CFC – substanțe chimice care erau utilizate atunci în refrigerare, aer condiționat, izolare și propulsie de aerosoli. Atunci când CFC urcă în stratosferă, pot distruge ozonul în anumite condiții sezoniere.

În anul următor, aceste observații au condus la elaborarea Protocolului de la Montreal – un tratat internațional care urmărea eliminarea treptată a producției de CFC și a altor substanțe care distrug stratul de ozon, în speranța de a vindeca gaura de ozon.

În 2016, Solomon a condus un studiu care raporta semnele cheie ale refacerii stratului de ozon. Gaura de ozon părea să se micșoreze cu fiecare an, în special în septembrie, perioada din an în care se deschide. Totuși, aceste observații au fost calitative. Studiul a arătat incertitudini mari cu privire la cât de mult din această recuperare s-a datorat eforturilor concertate de reducere a substanțelor care epuizează stratul de ozon sau dacă micșorarea găurii de ozon a fost un rezultat al altor „forțe”, cum ar fi variabilitatea meteorologică de la an la an din El Niño, La Niña și vortexul polar.

„În timp ce detectarea unei creșteri semnificative din punct de vedere statistic a stratului de ozon este relativ simplă, atribuirea acestor schimbări unor foraje specifice este mai dificilă”, spune Wang.

Vindecarea antropogenă

În noul lor studiu, echipa MIT a adoptat o abordare cantitativă pentru a identifica cauza recuperării ozonului din Antarctica. Cercetătorii au împrumutat o metodă din comunitatea schimbărilor climatice, cunoscută sub numele de „amprentare”, care a fost inițiată de Klaus Hasselmann, care a primit Premiul Nobel pentru Fizică în 2021 pentru această tehnică. În contextul climei, amprentarea se referă la o metodă care izolează influența anumitor factori climatici, în afară de zgomotul natural, meteorologic. Hasselmann a aplicat amprentarea pentru a identifica, confirma și cuantifica amprenta antropogenă a schimbărilor climatice.

Solomon și Wang au căutat să aplice metoda amprentei digitale pentru a identifica un alt semnal antropogenic: efectul reducerii de către om a substanțelor care epuizează stratul de ozon asupra refacerii găurii de ozon.

„Atmosfera are o variabilitate cu adevărat haotică”, spune Solomon. „Ceea ce încercăm să detectăm este semnalul emergent al refacerii stratului de ozon față de acest tip de variabilitate, care apare și în stratosferă.”

Cercetătorii au început cu simulări ale atmosferei Pământului și au generat mai multe „lumi paralele”, sau simulări ale aceleiași atmosfere globale, în condiții de pornire diferite. De exemplu, au efectuat simulări în condiții care nu presupuneau nicio creștere a gazelor cu efect de seră sau a substanțelor care diminuează stratul de ozon. În aceste condiții, orice modificări ale ozonului ar trebui să fie rezultatul variabilității meteorologice naturale. De asemenea, au efectuat simulări în care doar gazele cu efect de seră au crescut, precum și substanțele care diminuează stratul de ozon au scăzut.

Ei au comparat aceste simulări pentru a observa modul în care ozonul din stratosfera Antarcticii se modifică, atât în funcție de anotimp, cât și la diferite altitudini, ca răspuns la diferite condiții inițiale. Pe baza acestor simulări, ei au cartografiat momentele și altitudinile în care ozonul s-a refăcut de la o lună la alta, pe parcursul mai multor decenii, și au identificat o „amprentă” sau un model cheie de refacere a ozonului care se datorează în mod specific condițiilor de scădere a substanțelor care epuizează stratul de ozon.

Echipa a căutat apoi această amprentă în observațiile reale prin satelit ale găurii de ozon din Antarctica din 2005 până în prezent. Ei au constatat că, în timp, amprenta pe care au identificat-o în simulări a devenit din ce în ce mai clară în observații. În 2018, amprenta a fost cea mai puternică, iar echipa a putut spune cu o încredere de 95 % că refacerea stratului de ozon s-a datorat în principal reducerii substanțelor care distrug stratul de ozon.

„După 15 ani de înregistrări observaționale, vedem acest semnal la zgomot cu o încredere de 95 la sută, ceea ce sugerează că există doar o șansă foarte mică ca similaritatea modelului observat să poată fi explicată prin zgomotul variabilității”, spune Wang. „Acest lucru ne dă încredere în amprenta digitală. De asemenea, ne dă încredere că putem rezolva problemele de mediu. Ceea ce putem învăța din studiile privind ozonul este cum diferite țări pot urma rapid aceste tratate pentru a reduce emisiile.”

Dacă tendința continuă, iar amprenta recuperării ozonului devine tot mai puternică, Solomon anticipează că în curând va exista un an, ici și colo, în care stratul de ozon va rămâne complet intact. Iar în cele din urmă, gaura de ozon ar trebui să rămână închisă pentru totdeauna.

„Până în 2035, am putea asista la un an în care gaura de ozon nu se va diminua deloc în Antarctica. Și asta va fi foarte interesant pentru mine”, spune ea. „Iar unii dintre voi veți vedea cum gaura de ozon va dispărea complet în timpul vieții voastre. Și oamenii au făcut asta.”

Această cercetare a fost susținută, în parte, de National Science Foundation și NASA.