Het nieuwe ontdekte ozongat bevindt zich boven de tropen en is decennialang onopgemerkt gebleven.

Iedereen heeft wel gehoord van ‘het gat in de ozonlaag’. Tijdens het lenteseizoen op het zuidelijk halfrond vormt zich jaarlijks het befaamde ‘ozongat’ – dat in werkelijkheid eigenlijk een voortdurende verdunning van de ozonlaag in de stratosfeer is – boven Antarctica. Maar blijkbaar is dit niet de enige. Een Canadese onderzoeker heeft namelijk boven de tropen een ander immens ozongat ontdekt. Een ’zorgwekkende vondst’, aldus ontdekker Qing-Bin Lu.

Nieuw ontdekt ozongat
Het tropische ozongat bevindt zich om precies te zijn op een hoogte van 10 tot 25 kilometer, op breedtegraden van 30 graden zuid tot 30 graden noord. En dit nieuw ontdekte ozongat is van ongekende proportie. Zo blijkt deze maar liefst zeven keer groter te zijn dan zijn bekende, Antarctische broer.

De omvang van het nieuw ontdekte gat in de ozonlaag boven de tropen, onthuld mede door waarnemingen van de jaarlijkse verandering in ozonniveaus. Afbeelding: Qing-Bin Lu

Volgens de onderzoekers bestaat dit tropische ozongat waarschijnlijk al sinds de jaren tachtig. Dit betekent dat het dus al decennialang onopgemerkt is gebleven.

Onopgemerkt
De vondst van het nieuwe ozongat komt als een grote verrassing. De vraag is dan ook waarom het tropische ozongat niet eerder is opgevallen. “Ten eerste is een dergelijk ozongat niet voorspeld op basis van de huidige fotochemische modellen,” licht Lu in gesprek met Scientias.nl toe. “Ten tweede blijft het tropische ozongat – in tegenstelling tot zijn Antarctische tegenhanger – gedurende alle seizoenen hetzelfde, waardoor het lastig te detecteren is.”

Definitie
Maar dat zijn nog niet eens de enige verklaringen. Het is namelijk ook deels te wijten aan hoe we een ozongat definiëren. “Men spreekt van een ozongat wanneer de totale ozonconcentratie onder de 220 DU (Dobson Unit) duikt,” vertelt Lu. “Deze definitie houdt echter geen rekening met de normale ozonconcentratie in een bepaald gebied. De ozonconcentratie kan met wel 60 procent zijn afgenomen, als deze vervolgens alsnog boven de 220 DU blijft, valt het ozonverlies niet in de gegevens op. Daarom stellen we in onze studie een nieuwe definitie voor. En die luidt: een gebied waarin de afbraak van ozon groter is dan 25 procent ten opzichte van de oorspronkelijke ozonconcentratie. En met deze nieuwe definitie komt het tropische ozongat – samen met het Antarctische ozongat – duidelijk in de datasets naar voren.”

Verschillen en overeenkomsten
Beide ozongaten lijken op veel vlakken sterk op elkaar. “Ze hebben allebei dezelfde diepte,” somt Lu op. “Met name in het centrum is 80 procent van de normale ozonconcentratie verdwenen. Bovendien kunnen beide ozongaten in verband worden gebracht met de hoeveelheid ozonafbrekende chemicaliën – chloorfluorkoolwaterstoffen of CFK’s genaamd – in de atmosfeer en zagen ze op soortgelijke manier het levenslicht.” En zelfs de ontdekking van beide ozongaten is vergelijkbaar. “Beide ontdekkingen waren onverwacht vanuit de fotochemische theorie,” vertelt Lu. “Daarnaast werden beide voor het eerst opgemerkt met behulp van meetgegevens van grondstations.”

Verschillen zijn er echter eveneens. Zoals gezegd is het nieuw ontdekte tropische ozongat een stuk groter dan zijn Antarctische broer en is eerstgenoemde niet alleen in het voorjaar aanwezig, maar gedurende álle seizoenen. Dat laatste is overigens goed te verklaren. “Beide ozongaten kennen andere stratosferische omstandigheden en klimaat,” aldus Lu. “In het geval van het tropische ozongat leidt dit ertoe dat er veel meer ozon wordt vernietigd en dat deze dus het hele jaar door acte de présence geeft.”

Nieuwe theorie
Dat het tropische gat zo groot is – en dat overigens ook zijn Antarctische broer in 2020 en 2021 uitzonderlijk groot en diep was – terwijl het gebruik van schadelijke CFK’s verboden is, kan Lu tevens verklaren. Over het algemeen wordt aangenomen dat de afbraak van de ozonlaag veroorzaakt wordt door de uitstoot van CFK’s, die naar de stratosfeer stijgen en hier worden afgebroken door de ultraviolette straling van de zon. Hierbij komen chlooratomen vrij die ozonmoleculen vernietigen. Maar Lu houdt er een alternatieve theorie op na. Volgens deze theorie heeft schadelijke kosmische straling ook een vinger in de pap. Deze theorie heet ook wel de cosmic-ray-driven electron reaction (of, in het Nederlands: ‘een door kosmische straling aangedreven elektronenreactie’).

Kosmische straling
Volgens Lu is de recente opleving van kosmische straling de reden dat zowel het Antarctische, als het tropische ozongat zo ongebruikelijk groot zijn. “Vanwege de piek in kosmische straling in de recente zonnecyclus werden in 2020 en 2021 maximale ozongaten waargenomen, terwijl de hoeveelheid CFK’s in de atmosfeer dankzij het Montreal-Protocol is teruggedrongen,” stelt Lu. “Kortom, zonder het effect van kosmische straling zouden zowel de Antarctische als het tropische ozongat ondertussen een stuk kleiner zijn, al duurt het waarschijnlijk zo’n 10 jaar langer voordat het veel grotere tropische ozongat zich heeft hersteld.”

Zorg
Volgens de onderzoeker is de ontdekking van het nieuwe ozongat vrij zorgwekkend. De ozonlaag beschermt ons namelijk tegen schadelijke UV-straling en is daarmee dus heel belangrijk. Maar met zo’n groot gat raakt meer UV-straling het oppervlak. “De tropen vormen ongeveer 50 procent van het gehele aardoppervlak, waar ongeveer de helft van de wereldbevolking woont,” legt Lu uit. “Het gat in de tropische ozonlaag is dan ook van grote zorg. Wanneer meer UV-straling het oppervlak raakt, kan dit bijvoorbeeld de kans op huidkanker en staar vergroten, het menselijk immuunsysteem verzwakken en de landbouwproductiviteit verlagen, naast de negatieve invloed die het heeft op ecosystemen.”

Wat te doen
Dat we dus niet met één, maar met twee ozongaten te maken hebben, is tamelijk verontrustend. De vraag is dan ook wat we kunnen doen om onszelf te beschermen. “Helaas kunnen we het natuurlijke kosmische stralingseffect niet beheersen,” zegt Lu desgevraagd. “Maar we kunnen wel doorgaan met het strikt naleven van het Montreal-Protocol, waarin werd afgesproken dat de productie en gebruik van ozonafbrekende chemicaliën zou worden uitgefaseerd.”

Tegelijkertijd kunnen we ook veel van de nieuwe bevindingen, gepubliceerd in het vakblad AIP Advances, leren. “Deze studie zal ons begrip van atmosferische fysica en chemie, de aantasting van de ozonlaag en de menselijke gezondheid aanzienlijk vergroten,” zegt Lu. “Bovendien spelen het tropische en polaire ozongat een belangrijke rol bij de regulatie van stratosferische temperaturen. Daarom kan de ontdekking van het tropische ozongat cruciaal zijn voor een beter begrip van de wereldwijde klimaatverandering.”