Rond 2035 zouden we wel eens een jaar kunnen meemaken waarin er geen ozonafbraak meer plaatsvindt.
Misschien heb je al vaker gehoord dat het gat in de ozonlaag aan het herstellen is. Maar deze nieuwe studie is de eerste die met grote statistische zekerheid bewijst dat dit herstel vooral komt door de afname van ozonafbrekende stoffen, en niet door andere factoren zoals natuurlijke weerswisselingen of stijgende broeikasgasemissies naar de stratosfeer. “Er zijn al veel aanwijzingen dat het Antarctische ozongat verbetert, maar dit is de eerste studie die het herstel echt kwantificeert”, zeggen de onderzoekers. “De conclusie is dat het ozongat met 95 procent zekerheid herstelt, en dat is geweldig. Het bewijst dat we in staat zijn om milieuproblemen daadwerkelijk aan te pakken en op te lossen.”
Ozongat
In de stratosfeer van de aarde komt ozon van nature voor en werkt het als een soort zonnebrandcrème die de planeet beschermt tegen schadelijke UV-straling van de zon. In 1985 ontdekten wetenschappers een ‘gat’ in de ozonlaag boven Antarctica, dat zich tijdens de zuidelijke lente tussen september en december vormde. Het is overigens geen echt gat, maar het verwijst naar het gebied waar de ozonconcentratie onder een bepaalde drempel zakt. Deze seizoensgebonden afbraak van ozon liet plots schadelijke UV-stralen door tot het aardoppervlak.
CFK’s
In 1986 bevestigden onderzoekers de oorzaak van het ozongat: chloorfluorkoolstofverbindingen (CFK’s). Dit zijn chemicaliën die destijds werden gebruikt in koelsystemen, airconditioning, isolatie en spuitbussen. Wanneer CFK’s de stratosfeer bereiken, kunnen ze ozon afbreken onder bepaalde seizoensgebonden omstandigheden.
CFK’s zijn langlevende chemische verbindingen die uiteindelijk in de stratosfeer terechtkomen. Hier worden ze afgebroken door de ultraviolette straling van de zon, waarbij chlooratomen vrijkomen. Deze atomen vernietigen ozonmoleculen. En dat is slecht nieuws, want ozon beschermt het leven op onze planeet door potentieel schadelijke ultraviolette straling te absorberen. De UV-straling kan bijvoorbeeld huidkanker en staar veroorzaken en de flora beschadigen.
Het jaar daarna resulteerden deze bevindingen in de oprichting van het Montreal Protocol, een internationaal verdrag dat gericht was op het geleidelijk beëindigen van de productie van CFK’s en andere ozonafbrekende stoffen, met als doel het ozongat te herstellen.
Het ozongat herstelt
In 2016 vonden onderzoekers overtuigende aanwijzingen dat het ozongat zich daadwerkelijk aan het herstellen was. Het ozongat leek elk jaar kleiner te worden, vooral in september. Toch waren deze waarnemingen meer kwalitatief van aard. De studie bracht grote onzekerheden aan het licht over de mate waarin dit herstel te danken was aan gezamenlijke inspanningen om ozonafbrekende stoffen te verminderen, of dat het krimpende ozongat het gevolg was van andere factoren, zoals variaties in het weer door El Niño, La Niña of de polaire vortex. “Hoewel het relatief eenvoudig is om een statistisch significante toename van ozon te detecteren, is het veel lastiger om deze veranderingen aan specifieke oorzaken toe te schrijven”, aldus onderzoeker Peidong Wang.
Kwantitatieve aanpak
Het MIT-team gebruikte een kwantitatieve aanpak om de oorzaak van het ozonherstel boven Antarctica te achterhalen. De onderzoekers maakten gebruik van een methode genaamd ‘fingerprinting’, die werd ontwikkeld door Klaus Hasselmann, die in 2021 de Nobelprijs voor Fysica voor deze techniek ontving. In de context van klimaatverandering verwijst deze techniek naar een methode die de invloed van specifieke klimaatinvloeden scheidt van natuurlijke, meteorologische variaties. Hasselmann gebruikte fingerprinting om de antropogene invloed van klimaatverandering te identificeren, te bevestigen en te kwantificeren. In de nieuwe studie gebruikten de onderzoekers deze methode om een andere menselijke invloed te identificeren: het effect van de verminderde uitstoot van ozonafbrekende stoffen op het herstel van het ozongat.
Parallelle werelden
De onderzoekers begonnen met simulaties van de aardatmosfeer en creëerden meerdere ‘parallelle werelden’, oftewel simulaties van dezelfde wereldatmosfeer met verschillende beginvoorwaarden. Zo voerden ze bijvoorbeeld simulaties uit waarbij werd aangenomen dat er geen toename van broeikasgassen of ozonafbrekende stoffen zou zijn. In dit geval zouden veranderingen in ozon uitsluitend het gevolg moeten zijn van natuurlijke weersvariaties. Daarnaast voerden ze simulaties uit met alleen stijgende broeikasgassen en alleen afnemende ozonafbrekende stoffen. Ze vergeleken deze simulaties om te zien hoe ozon in de Antarctische stratosfeer veranderde, zowel gedurende het seizoen als op verschillende hoogtes. Uit deze simulaties stelden ze een kaart op van de tijden en hoogtes waarop ozon zich maandelijks herstelde over meerdere decennia. Uiteindelijk ontdekten ze een belangrijk patroon van ozonherstel, dat specifiek te danken was aan de afname van ozonafbrekende stoffen.
Vingerafdruk
Het team ging vervolgens op zoek naar deze ‘vingerafdruk’ in daadwerkelijke satellietgegevens van het Antarctische ozongat tussen 2005 en nu. Ze ontdekten dat de vingerafdruk die ze in de simulaties hadden gevonden, na verloop van tijd steeds duidelijker zichtbaar werd in de waarnemingen. In 2018 was de vingerafdruk het duidelijkst, en het team kon met 95 procent zekerheid concluderen dat het ozonherstel vooral het resultaat was van de afname van ozonafbrekende stoffen. “Wat we hiervan kunnen leren, is dat als landen snel handelen en zich aan verdragen houden, ze de emissies snel kunnen verlagen”, aldus Wang.
Als de trend zich doorzet en de vingerafdruk van ozonherstel duidelijker wordt, verwachten de onderzoekers dat er binnenkort een jaar zal komen waarin de ozonlaag helemaal intact blijft. Uiteindelijk zou het ozongat dan voor altijd gesloten moeten blijven. “Rond 2035 zouden we een jaar kunnen meemaken waarin er geen ozonafbraak meer is”, voorspelt onderzoeker Susan Solomon. “Dat zou echt geweldig zijn. En sommigen zullen het ozongat in hun leven zelfs volledig zien verdwijnen.”
