Il vortice polare ha divorato lo strato di ozono negli ultimi anni, causando un buco record. Cosa dice la scienza?

La radiazione ultravioletta è energia solare con una lunghezza d'onda specifica che danneggia i tessuti vegetali e animali. Lo strato di ozono ci protegge da queste radiazioni. Se non esistesse, la vita sulla superficie della Terra, come la conosciamo, sarebbe impossibile.

Cos'è l'ozono?

L'ozono (O₃) è prodotto dalla disintegrazione delle molecole di O₂ nella stratosfera a causa delle radiazioni ultraviolette del Sole. Grazie a queste reazioni chimiche, gli esseri viventi sono esposti a livelli di radiazioni ultraviolette inferiori al limite che consentirebbe la vita. Le radiazioni ultraviolette possono causare gravi danni biologici alle cellule viventi e alla pelle umana.

Lo strato di ozono

L'ozono si forma principalmente tra i 30 ed i 60 km di altitudine. Le maggiori concentrazioni di ozono si verificano nella stratosfera, e soprattutto ad un'altitudine compresa tra 15 e 35 km. Nello specifico, è a circa 22 km di altitudine che la densità dell'ozono raggiunge il suo picco di densità.

La formazione di ozono è dovuta a complesse interazioni chimiche e viene distrutto da reazioni che includono ossidi di azoto e cloro, dovute a processi sia naturali che antropici. Le eruzioni vulcaniche, gli incendi boschivi e la generazione di CFC (clorofluorocarburi) sono le principali cause della sua scomparsa.

L'accordo di Montreal

Il Protocollo di Montreal è stato firmato nel 1987 ed è entrato in vigore nel 1990. L’accordo è stato firmato da 197 paesi ed è stata l’azione ambientale globale di maggior successo di tutti i tempi. In totale sono state adottate misure contro più di 100 sostanze chimiche che danneggiano lo strato di ozono e di alcune di esse, in particolare dei CFC, è stata vietata la produzione e l'utilizzo.

Sono composti ad elevata tossicità e persistenza (con tempi di vita nell'atmosfera molto lunghi) che attaccano lo strato di ozono liberando atomi di cloro, altamente ossidativi. Grazie ad una collaborazione e ad una consapevolezza ambientale senza precedenti nella storia umana, lo spessore dello strato di ozono è aumentato dagli anni ’90 ad oggi.

Il buco nello strato di ozono

L' O₃ è distribuito in modo molto disomogeneo a seconda dell'altitudine e la latitudine, a causa dei complessi processi fotochimici coinvolti nella sua produzione. Alla fine degli anni ’70, nell’emisfero meridionale fu rilevata una spettacolare diminuzione dell’ozono totale primaverile. I risultati rivelarono un’area specifica con la presenza di un “buco dell’ozono” sopra la regione polare meridionale.

Successivamente, la diminuzione di spessore venne osservata anche nella zona artica o anche a latitudini più basse, causando aumenti della concentrazione di O3 a quote più basse, al di sotto della sua massima collocazione troposferica, indicando che le attività umane o l’aumento degli incendi boschivi o la desertificazione erano dietro queste alterazioni. Lo strato di ozono ha una distribuzione spaziale e temporale molto irregolare e dipende da molti fattori, tra cui il famoso vortice polare.

Il vortice polare

Si tratta di una vasta distesa di aria fredda e di bassa pressione che circonda i poli terrestri (in senso antiorario da ovest a est nell'emisfero settentrionale e viceversa nell'emisfero meridionale) e si trova tra la media e alta troposfera e la stratosfera.

L'aumento delle temperature nella stratosfera provoca un aumento delle reazioni fotochimiche e la creazione di ozono; D’altro canto, l’abbassamento delle temperature ne provoca la distruzione. Recenti studi climatologici indicano che l'intensità di detto vortice aumenta o diminuisce la creazione di ozono troposferico. Ciò è strettamente legato alla presenza di alte o basse temperature in entrambi gli emisferi polari.

Riscaldamento stratosferico

I famosi riscaldamenti stratosferici improvvisi provocano evacuazioni fredde delle masse d’aria artiche alle latitudini più basse, provocando ondate di freddo in aree non abituate a ciò. Gli effetti di questi repentini riscaldamenti nell’emisfero sud sono meno evidenti, poiché la distribuzione litografica dei continenti e la predominanza di oceani e mari rendono meno evidenti le espulsioni di masse d’aria fredda.

In queste circostanze il vortice polare è debole, sono consentite evacuazioni fredde e la corrente cambia addirittura da circolare da ovest a est. Ciò rafforza lo strato di ozono.

Raffreddamento stratosferico

Al contrario, un forte vortice polare, come quello degli ultimi anni, delimita fortemente l’aria fredda nelle regioni polari e nella stratosfera, diminuendo la temperatura della stratosfera e provocando una drastica diminuzione dello strato di ozono.

In generale, il vortice polare antartico è sempre molto potente, delimita efficacemente l'aria fredda stratosferica e provoca la disintegrazione dell'ozono, strettamente legata alla presenza delle nubi stratosferiche polari, che sono dei veri e propri "assassini" per le loro reazioni catalitiche di distruzione delle molecole di O3. Per questo motivo il buco dell’ozono nell’emisfero sud ci sarà sempre, anche se la sua intensità dipenderà anche da altri fattori antropici e dalla variabilità climatica naturale.

Conclusioni

Le variazioni delle concentrazioni di ozono nella stratosfera, che è la nostra protezione naturale contro le radiazioni nocive del sole. Secondo gli ultimi dati osservati, si può dedurre che:

• A partire dagli anni '90, grazie all'accordo di Montreal e in termini generali, l'eliminazione dell'uso dei composti CFC ha aumentato lo spessore dello strato di ozono. La durata di vita di queste sostanze è prolungata, e può superare i 100 anni, per cui lo spessore dello strato di ozono dovrebbe aumentare nel corso degli anni.
• Esiste una distribuzione irregolare dell’ozono stratosferico (che ci protegge efficacemente dalle radiazioni ultraviolette dannose) sia a livello latitudinale che altitudinale e stagionale. Nell'emisfero australe è evidente un "buco" dovuto all'intenso vortice polare, alle temperature molto basse e alla presenza di nubi stratosferiche.
• Un intenso vortice polare, sia nell’emisfero boreale (nord) che in quello meridionale (sud), sembra ritardare la ripresa e addirittura diminuire il già sottile strato di ozono negli ultimi anni. Non esiste una relazione diretta tra la riduzione dello strato di ozono e il cambiamento climatico.
• I processi che aumentano l’effetto serra possono causare miglioramenti nello strato di ozono, mentre gli effetti che lo riducono potrebbero potenziarlo.

È necessario uno sforzo globale impegnato per rispondere alle sfide climatiche; ma esiste una realtà tangibile; L’accordo di Montreal è stato un successo per l’umanità e per la preservazione della vita sulla Terra.